纳米β分子筛/Al_2O_3复合材料的制备及其催化性能研究

采用溶胶凝胶法制备纳米β分子筛/Al2O3复合材料,考察制备过程中pH值、浆液浓度、成胶温度、投料方式和老化温度等因素对复合材料的影响,并采用TEM,EDS,29SiMASNMR,DTA,NH3TPD等方法对复合材料进行了表征,考察复合材料对正辛烷临氢异构化反应的催化性能。结果表明,溶胶凝胶法制备的纳米β/Al2O3复合材料中的β分子筛以约5nm的尺寸分散在Al2O3基质中,有助于解决纳米分子筛易团聚的难题,提高了纳米β分子筛的热稳定性,对正辛烷临氢异构化反应催化性能优异。

低钠合成纳米β分子筛及其液相烷基化性能

为了得到适用于高效液相烷基化反应需求的β分子筛材料,通过调变钠/硅摩尔比(简称钠/硅比)条件,水热合成得到不同的β分子筛样品,采用XRD、ICP、FT-IR、TG-DTA、UV-Raman、SEM、N_(2)吸附-脱附、NH_(3)-TPD和^(29)Si、^(27)Al MAS NMR等表征手段对分子筛样品进行分析,考察了不同钠/硅比对产物晶相组成、晶体尺寸、孔结构与酸性质等的影响。结果表明:无钠合成的产品结晶度较低;而过高的钠/硅比则容易诱导杂相的形成;相对低含量的碱金属钠离子作为助剂,可以充分协同发挥微量L-赖氨酸中活性氨基的络合限域效用,大幅增强模板剂季铵根阳离子在β合成中的结构导向作用,有效促进更多的Si、Al原子进入分子筛骨架,提升晶体结构的可控性和稳定性,并具有高产率、高结晶度和良好分散性等优点。钠/硅比0.02合成的纳米β分子筛具有更高孔体积和多级孔贯通性好的优势,在床层温度为160℃、反应压力为3.5 MPa、质量空速为6.0 h^(-1)、n(苯)/n(乙烯)为3条件下,催化苯与乙烯液相烷基化制乙苯反应,反应时间为12 h时,该H-β催化剂上的乙烯转化率达到82.3%,产物中乙基、乙苯的选择性达到99.9%、73.2%,展现出优异的低温活性和产物选择性。

核壳型复合分子筛ZSM-5／Nano-β的合成与表征

以ZSM-5小晶粒为核相材料,用聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)进行表面预处理后,黏附nano-β晶种并焙烧制得核相晶种,再在壳层晶化生长体系中通过水热合成得到ZSM-5/nano-β有序的核壳分子筛.产物的物相和结构通过XRD,SEM,TEM以及N2吸附/脱附分析表征,通过对比发现,β壳层的合成以白炭黑为硅源比用正硅酸乙酯(TEOS)更好.通过NH3-TPD表征,以及1,3,5-三甲苯裂化转化反应对分子筛的性能进行了考察,结果表明,核壳分子筛通过调变组成分子筛的酸性,从而大大提高了材料的催化裂化性能,同时延缓了失活速率.

纳米Hβ分子筛制备过程的影响因素分析及优化

当β分子筛的粒径达到纳米级别,不仅能够提高其反应稳定性,还能够提高某些特定反应产物的选择性。在大型石化工业中,优质的分子筛催化剂仍有很大的需求量,因此分子筛的制备仍具有研究价值。本文采用水热合成法制备Hβ分子筛,研究了不同的制备条件如硅源、铝源、搅拌温度、搅拌时间、晶化温度及晶化时间等,对Hβ分子筛晶体结构的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、吸脱附技术(BET)等方法,对合成的Hβ分子筛进行了表征。结果表明,以硅溶胶为硅源,异丙醇铝为铝源,搅拌温度为25℃,搅拌时间为6h,晶化温度为160℃,晶化时间为48h,模板剂比例为0.3时,合成的Hβ分子筛的晶体指标最优。在该条件下制备的Hβ分子筛,比表面积为444 m^(2)·g^(-1),平均孔径为3.86nm,微孔比面积为357 m^(2)·g^(-1),介孔比面积为87 m^(2)·g^(-1),介孔比为0.196,平均粒径为135.01nm。