超细Fe-ZSM-5分子筛的原位合成及其甲醇制丙烯性能

采用干凝胶法原位合成出颗粒粒径约为50~120 nm且含骨架杂原子的超细Fe-ZSM-5分子筛,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光光谱仪(UV-Vis)、氨的程序升温脱附(NH3-TPD)、吡啶吸附红外光谱(Py-FT-IR)和N2吸附-脱附等手段对样品进行表征。结果表明:原位添加的Fe源不仅可以降低分子筛颗粒粒径,还能降低分子筛酸强度;原位合成的Fe-ZSM-5分子筛中Fe物种主要以四配位骨架Fe3+存在,其余以低聚的FeOx以及Fe2O3颗粒存在,而浸渍法制备的Fe/ZSM-5分子筛中Fe物种主要以后2种形式存在;Fe改性调变了ZSM-5分子筛的酸性质,从而提高了MTP反应产物丙烯的选择性;与负载型Fe/ZSM-5分子筛催化剂相比,原位改性的含骨架杂原子超细Fe-ZSM-5分子筛催化剂由于具有更小的晶粒粒径和适宜的酸性质,从而进一步提高了丙烯选择性。

Fe-ZSM-5分子筛催化剂催化降解高浓度含酚废水

以不同Si/Al比的H-ZSM-5分子筛制备了Fe-ZSM-5分子筛催化剂,研究了废水pH值、反应温度、催化剂用量、H2O2用量、反应时间、搅拌转速和Si/Al比对Fe-ZSM-5催化H2O2氧化降解高浓度含酚废水的影响,确定了较佳的工艺条件,苯酚的降解率可达99%以上,CODcr去除率达88%.Si/Al比高的催化剂活性较高,催化剂酸强度对反应影响显著,酸强度越高越有利于苯酚降解.Fe-ZSM-5分子筛催化剂经过多次重复使用,催化活性基本没有降低,使用寿命长.Fe-ZSM-5分子筛催化剂与Fenton试剂比较发现,Fe-ZSM-5非均相体系废水中的Fe离子浓度低于1×10-6g/L,无二次污染,克服了Fenton试剂体系中存在大量Fe离子的缺陷.

小晶粒Fe-ZSM-5分子筛的合成及其催化性能的研究

采用水热合成法，合成出小晶粒的Ｆｅ－ＺＳＭ－５分子筛。分别用Ｘ射线粉末衍射技术测定其物相，ＳＥＭ及粒度分析（ＳＤＰ）测定了晶粒的大小，并考察了它在ＭＴＧ反应中的催化性能。结果表明：合成出的小晶粒Ｆｅ－ＺＳＭ－５分子筛平均只有０４～０６μｍ，并且粒度分布均匀，有较大的比表面。

Fe-ZSM-5杂原子分子筛的合成与表征

采用静态水热法分别以正丁胺、四丙基溴化铵为模板剂合成 ZSM- 5分子筛及 Fe- ZSM- 5杂原子分子筛 ;利用 XRD与 FT- IR对其结构进行表征 ;考察了 Mo改性后分子筛催化剂上甲烷脱氢芳构化的反应性能。结果表明 ,Fe部分进入了分子筛的骨架 ,导致分子筛的结晶度及表面酸强度的下降 ,使 Mo/ Fe- ZSM-5催化剂的反应性能较 Mo/ HZSM-

超细ZSM-5分子筛的制备及其形貌表征

对比考察了模板剂的种类、晶化温度以及铝含量等影响因素对超细ZSM-5分子筛晶化行为的影响,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射光谱(XRD)技术对所制备的超细产物的结构及形貌进行了表征。结果表明,模板剂的种类对分子筛的晶化过程有重要影响,四丙基氢氧化铵是优良的制备超细ZSM-5分子筛的模板剂;以四丙基氢氧化铵为模板剂,适宜采用静态法制备超细ZSM-5分子筛的晶化温度为70～120℃;凝胶体系中铝的存在抑制ZSM-5分子筛晶核的生长,无铝条件下,分子筛的晶化速度最快;随着铝含量的增加,分子筛的晶化速度变慢,在相同的晶化时间内,生成的分子筛的粒径更小。

Fe-ZSM-5分子筛催化剂的再生烧炭

在热重分析仪上进行结焦失活的Fe-ZSM-5分子筛积炭催化剂再生烧炭实验,考察再生温度、O2体积分数、体积空速及再生时间对烧炭过程的影响。结果表明,失活Fe-ZSM-5催化剂较适宜的烧炭工艺条件为烧炭温度550℃、O2体积分数10%~15%,体积空速3000 h-1,烧炭时间60 min。由此得到了再生烧炭的表观动力学方程及其相关的动力学参数。

超细HZSM-5分子筛硅/铝比对其催化甲醇制丙烯反应的影响

采用XRD、N2吸附-脱附、NH3-TPD和吡啶吸附红外光谱(Py-IR)对3个不同硅/铝比(n(SiO2)/n(Al2O3))的超细HZSM-5分子筛的结构和酸性进行表征,并在连续流动微型固定床反应器上考察它们对甲醇转化制丙烯反应(MTP)的催化性能。结果表明,随着n(SiO2)/n(Al2O3)的增加,超细HZSM-5分子筛的酸强度降低,酸量减少,MTP催化活性稳定性不断提高;丙烯和丁烯的选择性先升高后降低,而甲烷、乙烯和芳烃的选择性先降低后升高。

ZSM-5和Fe-ZSM-5分子筛膜的合成与表面改性

采用二次生长法在α-Al2O3载体上制备了ZSM-5及Fe-ZSM-5分子筛膜,合成后的ZSM-5和Fe-ZSM-5分子筛膜在450℃温度条件下脱除模板剂,采用NaOH和NaCO3处理ZSM-5和Fe-ZSM-5分子筛膜后,可提高其亲水性,改善了膜层对乙醇水溶液的脱水性能,渗透通量和分离因子均有所提高。其中Fe-ZSM-5分子筛膜经NaOH处理后,渗透通量为2.01kg·m-2·h-1,分离因子为21.0。

原位漫反射红外光谱法研究N_2O和苯在Fe-ZSM-5分子筛表面的吸附

利用原位漫反射红外光谱研究了不同条件下,N2O和苯在离子交换法制备的Fe-ZSM-5分子筛表面的吸附情况。实验结果表明:Fe-ZSM-5分子筛上B酸和铁离子对N2O有吸附作用;两种吸附位对N2O的吸附强度不同,B酸酸性位的吸附能力强于铁离子位对N2O的吸附能力;苯和N2O分子的吸附可以在不同形式的铁离子位进行;N2O为氧化剂的苯一步氧化制取苯酚反应遵循双活性位L-H反应机理。

固定流化床中Fe-ZSM-5分子筛上N_2O一步氧化苯制苯酚再生工艺条件研究

采用等温固定流化床反应器，对N2O一步氧化苯制苯酚所用Fe—ZSM-5分子筛催化剂的再生工艺条件进行了夹验研究。在对固定流化床反应器性能研究的基础上，以单因素实验法考察了再生温度（350～550℃）、再生气中N2O体积分数（6．25％～25．00％）和再生操作气速（0．040～0．072m／s）等对再生过程的影响；并采用L9（3^4）正交实验设计，综合考察了再生温度、再生气中N2O体积分数和再生操作气速对再生过程的影响。以苯酚收率最大为目标最终确定的相对适宜再生工艺条件为：再生温度440℃、再生气中N2O体积分数12．50％、再生操作气速0．059m／s，在此条件下，苯酚的收率可达64．24％。

Fe-ZSM-5分子筛酸性和Fe离子对苯一步氧化制苯酚反应的影响(英文)

离子交换法制备的Fe-ZSM-5和K-Fe-ZSM-5分子筛,经不同温度水热处理后作为催化剂应用于N2O为氧化剂的苯一步氧化制取苯酚反应中。实验中,采用XRD、N2-吸附仪、NH3-TPD、27Al MAS NMR、FT-IR、UV-vis和H2-TPR等方法对催化剂进行表征。结果显示:离子交换制备的Fe-ZSM-5分子筛,部分Fe离子以Fe2O3形式负载于分子筛的孔道中。经水热处理,分子筛骨架脱铝导致Brnsted酸性位减少,而Fe2O3离子发生迁移形成活性Fe离子位。在苯一步氧化制苯酚反应中,N2O分子吸附于Fe离子位生成α-O。活性评价结果显示,水热处理前后,催化剂分解N2O性能不变,但苯酚选择性随水热处理温度的升高而逐渐降低。此外,K离子的引入将导致催化剂选择性的降低。

Fe-ZSM-5分子筛上N_2O一步氧化苯制苯酚工艺条件研究

对Fe-ZSM-5分子筛催化剂上N_2O一步氧化苯制苯酚的工艺条件进行了实验研究。以单因素实验法系统考察了温度、苯与N_2O摩尔比和空速对氧化过程的影响;并基于L_(16)(4~5)正交实验设计确定相对适宜的氧化工艺条件为:温度400℃、苯与N_2O摩尔比5.0:1、空速6 000 h^(-1),在此条件下苯酚收率为45.28%,N_2O转化率为89.28%,苯酚选择性为50.72%。

醇添加剂对Fe-ZSM-5分子筛表面性能的影响及在快速催化裂解甘蔗渣中的应用

以乙醇(EA)和乙二醇为添加剂,采用水热合成法制备了Fe-ZSM-5分子筛,利用XRD,SEM,BET,XPS,FTIR,NH_3-TPD等手段对制备的催化剂进行表征,考察了催化剂催化裂解甘蔗渣制备2,3-二氢苯并呋喃的性能。表征结果显示,醇添加剂可以大幅提高Fe-ZSM-5分子筛的结晶度,增加催化剂的介孔体积、比表面积和表面酸量,且具有表面微观形貌调控能力。实验结果表明,EA-Fe-ZSM-5催化剂催化甘蔗渣具有较高的催化活性和选择性,液相产物中目标产物2,3-二氢苯并呋喃的选择性高达30.28%。

工业粒度Fe-ZSM-5分子筛上N_2O一步氧化苯制苯酚工艺条件研究

为实现N_2O一步氧化苯制备苯酚的工业化生产,基于自制的Fe-ZSM-5分子筛(粒度?1.5 mm×1 mm),在等温固定床积分反应器中,以单因素实验和正交实验[L_9(3~4)]相结合的方式,系统考察了温度(375~475℃)、空速(2 500~10 500 h^(-1))和苯与N_2O的物质的量比(6:1~14:1)等操作条件对N_2O一步氧化苯制苯酚反应过程规律及产物分布的影响。结果表明,实验所用Fe-ZSM-5分子筛对N_2O一步氧化苯制苯酚具有良好的催化活性和选择性;该反应过程存在催化剂起始活性高但失活速率快的特点,适宜操作条件域的选取对催化剂性能的发挥至关重要;基于正交实验分析最终确定的相对适宜工艺条件操作域为:温度425~450℃、空速4 500~5 500 h^(-1)和苯与N_2O的物质的量比8:1~10:1,在此条件下苯酚收率可达60%以上。

Fenton试剂作为·OH引发剂的超细纳米ZSM-5分子筛的合成及其催化MTG反应性能

通过向合成ZSM-5分子筛的初始凝胶中加入Fenton试剂作为羟基自由基(·OH)引发剂,在90℃下合成了系列不同晶化时间的超细纳米ZSM-5分子筛(NZ5-Fx)。作为对比,采用传统模板法在170℃下晶化合成了纳米ZSM-5分子筛(NZ5-T)。采用XRD、SEM、TEM、N_(2)物理吸附、^(29)Si MAS NMR、^(27)Al MAS NMR、EPR、NH_(3)-TPD和Py-IR等方法对分子筛进行了表征,并研究了·OH的引入对所合成的NZ5-Fx系列ZSM-5分子筛的物化性质及甲醇制汽油(MTG)催化反应性能的影响。结果表明,与样品NZ5-T相比,·OH促进下低温合成的NZ5-Fx系列ZSM-5分子筛具有更小的晶粒尺寸、更大的介孔孔容,位于孔道交叉处的骨架Al原子所占的比例更高,而且具有更加温和的酸性,在催化MTG反应中表现出更异优的催化性能。以纳米ZSM-5分子筛样品NZ5-F12d为MTG反应的催化剂,甲醇转化率为96.2%时,汽油的选择性高达66.5%。

杂原子 Fe—ZSM—5分子筛的合成及表征

本文采用水热合成法，在ＳｉＯ２Ｆｅ２Ｏ３ＥＤＡＮａ２ＯＨ２Ｏ体系中成功地合成了ＦｅＺＳＭ５型沸石分子筛，并采用ＸＲＤ、ＩＲ、ＳＥＭ及ＭＴＧ反应考察了其物理化学特性。结果表明，分子筛的单位晶胞体积随Ｆｅ杂原子含量的增加而膨胀；骨架在１１００ｃｍ１处的反对称伸缩振动峰向低波数移动，说明Ｆｅ杂原子进入了分子筛骨架。同时沸石分子筛样品对ＭＴＧ反应有较高的催化活性和选择性。

Fe在Ferrozeosilite分子筛中的存在状态研究

研究了Fe在Ferrozeosilite(在非碱性介质中合成的Fe-ZSM-5)分子筛中的存在状态。XPS和Mossbauer谱表明,Fe以Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)两种价态共存于Ferrozeosilite分子筛骨架中,同时伴有少量非骨架Fe的存在。用EPR研究了Ferrozeosilite分子筛的生成过程及灼烧后各种状态Fe的变化和迁移行为。Fe对ZSM-5沸石骨架的同晶取代过程在EPR谱中表现为g=4.3处顺磁共振信号的增强。灼烧后样品EPR谱中g=4.3处信号的减弱和g=2.3处宽谱的出现源于骨架Fe在灼烧过程中的部分迁移行为。EPMA对抛光后的分子筛晶体剖面分析表明,Fe原子在Ferrozeosilite晶体中的分布是内层富集。

Fe-ZSM-5催化剂的制备及其在芬顿体系中的应用研究

利用过量浸渍法制备了Fe-ZSM-5催化剂,考察制备条件和反应条件对Fe-ZSM-5催化剂在甲基橙溶液中降解过程的影响,同时用XRD和XPS对催化剂的表面性质进行表征。结果表明,Fe2O3是催化剂的主要活性位,能够显著提高甲基橙催化降解的效果;制备条件和反应条件对Fe-ZSM-5催化降解反应均具有较大的影响。最佳制备条件为:煅烧温度为400℃,Fe负载量为1%;最佳反应工艺条件为:催化剂质量为1. 5 g,Fe与H2O2摩尔比为1∶6,pH为3。

PVDF/ZSM-5复合微孔聚合物电解质的研究

采用无机复合方法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/ZSM-5超细颗粒分子筛复合微孔聚合物电解质膜,对其表面结构进行了扫描电镜分析,同时对其机械性能进行了测试。将所得电解质膜吸收1mol·L-1LiClO4/PC溶液,通过吸液率、交流阻抗分析研究其电导率等电化学性能。结果表明,聚合物微孔电解质膜机械性能和吸液能良好,能很快达到吸液平衡,ZSM-5的加入可在很大程度上提高PVDF微孔膜的电导率。

固定流化床中N_2O一步氧化苯制苯酚的工艺条件研究

采用固定流化床反应器,研究了工艺条件对N2O一步氧化苯制苯酚反应及Fe-ZSM-5分子筛催化剂性能的影响。在固定流化床反应器性能考察的基础上,以单因素实验法系统考察了温度(300～500℃)、原料苯/N2O物质的量比(4∶1～16∶1)和操作气速(0.040～0.072m/s)等对反应过程的影响;并基于单因素实验结果,采用L9(34)正交实验设计,综合考察了温度、原料苯/N2O物质的量之比和操作气速对N2O一步氧化苯制苯酚反应过程规律及产物分布的影响。以苯酚收率最大为目标函数最终确定的相对适宜工艺条件为:温度430℃,原料苯/N2O摩尔物质的量之比9∶1,操作气速0.050m/s。在此条件下,苯酚的收率可达71.32%。