有机硅烷对介孔Y型分子筛理化特性及费托性能影响研究

为了合成对汽油段、柴油段产物有高选择性的催化剂载体,以多种有机硅烷为模板剂原位合成了高结晶度介孔Y型分子筛,考察了硅烷剂浓度以及有机硅烷剂中的取代基对Y型分子筛性能的影响,并以合成的介孔分子筛为载体通过浸渍法负载钴制备了催化剂,考察了催化剂的费托反应性能;采用X射线衍射、比表面积测试、扫描电子显微镜等测试手段分析了介孔分子筛及催化剂的物性特征,分别使用气相色谱质谱联用仪、气相色谱对反应产物进行了定性和定量分析。结果表明:有机硅烷剂中的硅与硅凝胶中的硅摩尔比为1∶30时达到饱和,继续提高硅烷剂浓度将导致分子筛结晶度下降,且大量的微孔损失,粒径明显减小。通过改变有机硅烷剂的取代基链长,分子筛的平均介孔尺寸可在4.9~9.0 nm进行调控。极性有机硅烷剂更有利于合成高结晶度与大比表面积的介孔分子筛,其中最大比表面积达到683.7 m^(2)/g,且相较于相同链长的非极性有机硅烷剂合成的分子筛其微孔孔容增加了约30%,而介孔孔容几乎相同。在以合成气为原料气的费托合成实验中,极性有机硅烷剂合成的分子筛催化剂对柴油段C_(10-20)产物具有较高选择性,最高达31.1%;非极性有机硅烷剂合成的分子筛催化剂对汽油段C_(5-12)产物具有较高选择性,最高达39.7%。

NiW/介孔Y型分子筛催化剂上菲加氢裂化过程研究

为了实现对煤焦油中副产物多环芳烃菲的有效利用,采用等体积浸渍法制备了介孔Y型分子筛负载金属Ni、W催化剂,利用XRD、H2-TPR、BET、SEM-EDS对制备的催化剂进行表征分析,并在固定床反应器中考察催化剂上菲加氢裂化性能,探讨了反应过程中空速、气液比、温度、压力对催化剂积碳率、菲的转化率、液体收率及产物分布的影响.研究表明,增加空速和气液比会降低催化剂的积碳率,过高的反应温度会导致催化剂快速地积碳失活.通过定时采样对裂解产物分析得到菲在催化剂上的裂解率变化情况,同时也能反映出催化剂的稳定性.对反应过程条件优化得到的最优条件为:空速6 h^(-1),气液比750,温度400℃,压力6.5 MPa.此时,菲的裂解率可以稳定在99%以上,同时催化剂保持较高的稳定性,在4 h内未出现活性降低.

介孔氧化硅分子筛负载金属氧化物高温煤气脱硫剂结构调控与脱硫过程放硫的研究进展

煤气化是煤炭清洁高效利用的核心技术,但气化粗煤气中所含硫化氢(H_(2)S)会腐蚀设备并污染环境,因此需要对煤气进行净化脱硫。介孔氧化硅分子筛具有大比表面积、大孔容和有序的介孔结构等特性,将其作为金属氧化物的载体可促进金属氧化物的分散,并为脱硫反应提供大量的反应活性位点,减少传质阻力。脱硫剂构效关系是煤气脱硫技术的关键科学难题之一,然而对于负载型高温煤气脱硫剂而言,上述关系受介孔氧化硅分子筛、脱硫活性组分种类、脱硫剂改性手段和脱硫条件等多因素叠加影响,因而要明晰其本质极具挑战。为此,首先探讨了不同介孔氧化硅分子筛的孔道结构特性,剖析了介孔氧化硅分子筛负载活性组分后的脱硫行为差异,发现拥有丰富孔结构及较厚孔壁的载体的脱硫剂在高温脱硫过程中表现更优。同时,分析了近年来针对锌基、锰基和铁基等金属氧化物负载型脱硫剂的结构调控策略及其对脱硫性能的影响规律,认为通过金属掺杂复合改性可提高活性组分脱硫活性;并对脱硫过程中的放硫机制、放硫规律及抑制手段进行了探讨,认为在脱硫剂中引入催化羰基硫(COS)氢解助剂可有效抑制放硫行为。本综述内容可为高性能高温脱硫剂结构设计与功能化构筑提供理论依据。

氨基改性介孔分子筛吸附CO_(2)的研究进展

人为CO_(2)排放量持续增加导致温室效应愈演愈烈的情况仍为当今面临的最为急迫的问题之一。氨基改性介孔分子筛因具有CO_(2)吸附量高、吸附速率快等优点,成为近年来研究热点。本文综述了用胺对一系列常见的介孔分子筛进行改性的研究进展,以及它们的CO_(2)吸附性能。还分别讨论了物理浸渍、化学嫁接和双功能化对分子筛改性的优缺点。综合分析后对氨基改性介孔分子筛研究方向提出展望。

微@介孔复合分子筛的合成及其加氢裂化性能

研究了微@介孔复合分子筛合成过程中TEOS水解状态、酸种类、核分子筛种类及性质等因素对合成产物性质的影响。结果表明,在适宜酸浓度下搅拌6h静置24h时TEOS可最大程度水解成活性Si物种,在核分子筛表面形成有序介孔壳层。合成过程中酸根阴离子作用不同,Cl^(-)有助于复合分子筛比表面积的增加,C_(2)O_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)有利于孔体积的增大。Y分子筛或Beta分子筛为核时,核分子筛自身酸量高、酸性强时有助于壳层介孔结构的生成及核壳结构的完整。以十二烷和甲苯为模型化合物,与含单一的Y或Beta分子筛催化剂相比,含复合分子筛催化剂具有更好的中间馏分油选择性,并且催化剂的加氢性能与酸性质、孔结构匹配越好,对甲苯的转化能力越强。

MCM-41介孔分子筛的合成及其研究现状

MCM-41分子筛是M41S系列有序介孔材料的一个分支,是一种新型的纳米结构材料。MCM-41具有比表面积大、耐腐蚀性、吸附量大等特点,因此在光催化、生物材料等领域有着广泛的应用和发展潜力。以碳原子数大于6的长链表面活性剂为模板剂,在液晶模板、协同作用、中性模板剂、层状中间相转换等合成机理下,可制备得到介孔分子筛MCM-41。MCM-41有序介孔材料具有稳定的二氧化硅结构,孔壁薄,表面结构规整,有规则的孔道结构,水热稳定性好,具有沸石分子筛的特性,因此在催化裂化、高分子合成等领域有了新的应用。本文简要介绍了MCM-41有序介孔材料的制备、应用现状及发展前景。

无介孔剂绿色合成多级孔分子筛的研究进展

以无介孔剂绿色合成多级孔分子筛催化剂为切入点,总结归纳了蒸汽辅助合成法、晶种辅助合成法以及动力学调控结晶法的研究进展和存在挑战,并对这三种方法的结晶成核机理进行了论述;最后,对无介孔剂合成多级孔分子筛未来的研究方向和发展前景进行了展望。

高水热稳定性介孔分子筛的低成本合成研究进展

将表面活性剂与微孔分子筛的纳米团簇进行组装的方法实现了介孔分子筛孔壁的部分晶化,可以大幅提高介孔分子筛的水热稳定性,但是较高的模板剂和水用量导致的较高合成成本限制了其进一步应用。本文结合低成本合成高稳定性介孔分子筛及其工业应用的研究历程,综述了在合成高稳定性介孔分子筛的同时降低有机模板剂和水的用量方面的研究进展,包括晶种协同作用法、母液循环法、亲水物质的引入法和复合模板剂法等,阐述了各种方法的合成机理和各自的优缺点,并指出在无有机模板剂条件下得到全结晶孔壁的介孔分子筛是未来的发展方向。

介孔分子筛调制有序介孔碳超级电容器性能研究

为了研究不同孔径的有序介孔碳(OMC)作为超级电容器电极的性能差异,本文采用水热合成法制备三种不同孔径的介孔二氧化硅分子筛(SBA-15),再以SBA-15为模板,乙炔为碳源,利用化学气相沉积法(CVD)反向制备具有不同孔径的OMC。利用扫描电子显微镜、氮气吸附和电化学测试等,分析OMC作为电极材料时,其纳米孔结构与性能之间的关系。结果表明,将孔径调控在3~4 nm的OMC-120作为超级电容器电极,在充放电电流密度为0.10 A/g和0.50 A/g时,比电容为44.50 F/g和54.30 F/g;经1 000次循环后电容保持率达99%,其双电层电容性能和稳定性优于其他孔径结构的样品,这归因于OMC-120中较窄的有序介孔结构加速了电子和离子的转移交换,缩短离子的传输路径。

无溶剂体系介孔分子筛SBA-15固定化脂肪酶拆分(R,S)-3-氯-1-苯基丙醇

在无溶剂体系中,采用介孔分子筛SBA-15固定化P.fluorescens脂肪酶(PFL)拆分(R,S)-3-氯-1-苯基丙醇.结果表明,在以乙酸乙烯酯为酰基供体、水活度为0.19、温度为60℃、“记忆”pH为7.0的优化条件下反应28 h,酶促拆分转化率(c)达到49.87%,产物对映体过量值(ee_(p))达到98.73%,显示了良好的应用前景.

HMS介孔分子筛合成及其在丙烷脱氢制丙烯反应中的应用

分别以正硅酸乙酯和伯胺表面活性剂为原料和模板剂成功制备HMS介孔分子筛,经负载活性组分后得到Pt-Sn/HMS催化剂并将其应用于丙烷脱氢制丙烯反应。探究合成过程中伯胺表面活性剂碳链长度及水和乙醇的比例对HMS介孔分子筛孔结构的影响。XRD和N_(2)吸附-脱附等分析结果表明,模板剂链长增长时,介孔分子筛孔径、孔壁厚、比表面积及孔容均增大。适当的水/乙醇比例有利于获得更大比表面积和孔体积的介孔分子筛,并表现出更有序的介孔结构。丙烷脱氢制丙烯反应评价和热分析等表征结果表明,HMS介孔分子筛孔道特征直接影响Pt-Sn/HMS催化剂的催化性能。使用孔体积且比表面积较大的HMS样品作为载体制备的脱氢催化剂在丙烷脱氢反应中表现出优异的催化活性。性能最优的Pt-Sn/HMS-0.60-16催化剂上,平均丙烷转化率达到46.5%,平均丙烯选择性为94.1%,反应24 h后积炭量仅为质量分数3.4%。

球状纳米介孔碳和HZSM-5分子筛在二苯并噻吩吸附脱硫中的应用

采用软模板法制备了粒径范围为50 nm~100 nm的球状纳米介孔碳(MCN),与HZSM-5分子筛机械混合获得介/微孔混合吸附剂,用于二苯并噻吩的吸附脱硫研究。XRD、BET、SEM和TEM等分析结果表明,MCN比表面积为214 m^(2)/g,孔径为5.1 nm,混合吸附剂的比表面积、孔容、孔径均处于MCN和HZSM-5分子筛两者之间,且两者混合均匀。吸附脱硫实验表明,HZSM-5分子筛对二苯并噻吩的吸附脱硫率最差(脱硫率4.8%),而MCN的脱硫性能最优(脱硫率70%),混合吸附剂中随MCN含量增加二苯并噻吩的吸附脱硫性能逐渐提高,且MCN表现出了较好的可重复性能,经过4次循环后吸附容量保留率为79%。Freundlich等温模型比Langmuir等温模型更适合描述二苯并噻吩在上述吸附剂表面的吸附过程,吸附动力学实验数据说明二苯并噻吩在该系列吸附剂上的吸附更符合二级动力学模型。

MSU-x介孔分子筛的改性研究

以脂肪醇聚氧乙烯醚为模板剂,正硅酸乙酯为Si源,分别以偏钨酸铵,硫酸铝作为W源和Al源进行改性,合成出W-MSU-x以及Al-MSU-x介孔分子筛.并且通过X射线扫描、N2吸附-脱附、原位红外表征考察W和Al的加入对介孔分子筛的影响.结果得到,W的加入提高了分子筛的有序度,Al的加入使介孔分子筛的孔径减小,比表面积增大.

MCM-41介孔分子筛合成研究Ⅱ.微波辐射合成法

采用 微波辐 射技术合 成了 Ｍ Ｃ Ｍ４１ 介孔分 子筛，并 用 Ｘ Ｒ Ｄ ， Ｓ Ｅ Ｍ ， Ｉ Ｒ， Ｎ Ｍ Ｒ 和吸 附等表征手段考 察了其 晶化过程 、晶体 形 貌和 稳定 性 等特 点． 结 果表 明， 微波 法合 成 Ｍ Ｃ Ｍ４１ 分 子 筛时诱导期 极短，晶 化速度很 快且在晶 化后期 无转晶现 象； 微 波法 合成 的 Ｍ Ｃ Ｍ４１ 试样 的吸 附容 量较低，但 具有较强 的耐热及 水热稳 定性和抗 酸碱能

MCM-48介孔分子筛的合成研究

利用水热法合成了ＭＣＭ－４８介孔分子筛，通过ＩＲ，ＴＧ－ＤＴＡ，ＸＲＤ，ＴＥＭ，Ｎ２吸附等方法对产物进行了表征，并系统地研究了晶化温度、晶化时间。

介孔分子筛Al-MCM-41的合成与催化异构化性能

采用正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,九水硝酸铝为铝源,十六烷基三甲基溴化胺（CTMABr）为模板剂,在室温条件下合成了介孔Al-MCM-41分子筛。通过XRD、N2等温吸附、SEM、FTIR等分析测试手段表征了分子筛的介孔结构和表面性质。结果表明所合成的分子筛有良好的介孔结构和较高的有序度,并且有较高的比表面积（达到816 m2.g^-1）和窄的孔径分布。采用程序升温的焙烧方式、凝胶Al/Si比最大范围控制在0.06~0.13有利于合成高度有序的介孔Al-MCM-41分子筛。评价结果表明,所合成的Al-MCM-41分子筛对桥式四氢双环戊二烯（endo-TCD）异构化反应合成挂式异构体exo-TCD及金刚烷具有较高的催化活性和极高的选择性。

MCM-41介孔分子筛合成研究Ⅰ.水热合成法

以 十六 烷基 三甲 基溴 化铵 为附 加试 剂合 成了 Ｍ Ｃ Ｍ４１ 介 孔分 子筛， 并 用 Ｘ Ｒ Ｄ ， Ｓ Ｅ Ｍ 和 Ｉ Ｒ 等 表征手段 考察了晶 化时间 、晶化温度 、物料 组 成和 附 加试 剂用 量 等对 其晶 化 过程 的影 响． 结果表明 ， Ｍ Ｃ Ｍ４１ 介孔分 子筛的晶 化诱导 期较长，在 晶化后 期存在着 转晶现 象，而且有 一较适 宜的晶化温 度、物料 组成和附 加试剂

有机弱碱体系中氢型硅铝MCM-41介孔分子筛的合成及表征

以有机胺为碱源合成出硅铝介孔分子筛ＭＣＭ－４１， 并将合成产物的性能与采用传统方法（以氢氧化钠为碱源）合成的产物进行了对比． 所合成产物经焙烧脱除有机表面活性剂后即为氢型． ＸＲＤ和ＴＥＭ 结果表明， 所合成的产物骨架具有很高的有序度． 固体核磁共振结果显示， 铝原子以四配位的形式存在于样品的原粉中． 经过高温焙烧， 有少量骨架铝脱出骨架， 转变成六配位形式．

具有强酸位的六方和立方介孔硅铝分子筛合成及催化活性比较

Mesoporous aluminosilicates with cubic and hexagonal structure have been synthesized by structure units of β zeolite in a two step crystallization process and characterized by XRD, IR, N 2 physical adsorption and desorption, 27 Al MAS NMR and NH 3 TPD techniques. The results show that MB48(25) and MB41(25) were similar to MCM 48 and MCM 41 on the long range structure respectively and MB48 with a cubic structure can be synthesized under the condition of a lower n (CTMAB)/ n (SiO 2) ratio. HMB48(25) and HMB41(25) exhibit a stronger acidic strength than conventional HMCM 41. The catalytic activity of HMB48(25) was the highest for cumene cracking and alkylation of 2,4 tert butylphenol with tert butylalcohol.

微孔-介孔复合分子筛的合成研究进展

系统综述了近几年微孔-介孔复合分子筛的合成研究工作,将微孔-介孔复合分子筛的复合模式分为两大类:微孔分子筛和介孔分子筛两种材料的复合以及介孔孔道与微孔孔道在一种分子筛材料中的复合,分别介绍了不同复合模式的微孔-介孔复合分子筛的合成方法,包括离子交换法、静电匹配法、微孔沸石硅源法、特殊模板法、纳米组装法、孔壁晶化法等。