双模板剂B-EU-1/ZSM-5复合分子筛的快速合成及催化应用

以不同氢氧化物做碱源合成B-EU-1/ZSM-5复合分子筛,并比较各平衡阳离子的结构导向作用及其形貌特征,发现钠离子的导向作用最强,且合成复合分子筛的表面较光滑、无明显晶面界限。对合成样品进行了TG-DTG、N_2吸附–脱附和NH_3-TPD分析。结果表明:双模板剂一步法合成的复合分子筛模板剂脱除的失重率为5.67%,小于机械复合分子筛的失重率7.31%,复合分子筛的比表面积、孔容和微孔平均孔径均有所增大,同时其酸强度、酸量都增大,有利于二甲苯优先从复合分子筛的孔道结构中扩散出来。将分子筛应用于甲醇转化制二甲苯催化反应,结果显示,双模板剂一步法合成的复合分子筛催化产物油相中芳烃的选择性最高达到66.72%,芳烃中二甲苯的含量为46.15%,二甲苯中对二甲苯的含量达到30.75%。这是由于B-EU-1/ZSM-5催化剂的特殊孔道结构具备择形效应,使得分子动力学直径较小的二甲苯分子优先从其孔道中扩散出来。

基于双模板剂B-EU-1/ZSM-5复合分子筛的合成与表征

首次在Na2O-SiO2-Al2O3-TPABr(四丙基溴化铵)-HMBr2(溴化六甲双铵)-H2O合成体系中,以溴化六甲双铵(HMBr2)和四丙基溴化铵(TPABr)为双模板剂,采用一步晶化法合成了具有微-微孔道结构的B-EU-1/ZSM-5复合分子筛,并通过XRD,FT-IR,SEM等手段对合成样品的物性进行表征;分析发现合成的复合分子筛同时具有ZSM-5和EU-1的特征衍射峰,结晶度较好,是两种晶相相互作用的分子分散晶相材料;通过合成条件的探究,发现复合分子筛的生长过程与两种模板剂的比例有关,在0.2<n(四丙基溴化铵)/n(溴化六甲双铵)<0.5的范围内是复合分子筛适宜的生长环境,得到合成的最佳条件为:n(四丙基溴化铵)/n(溴化六甲双铵)=0.4,晶化时间72h。

溴化四丙基铵和溴化六烃季铵双模版制备B-EU-1/ZSM-5复合分子筛

本文采用双模版剂法制备复合催化剂B-EU-1/ZSM-5,采用XRD、FI-IR等手段对该复合催化剂进行表征分析,结果表明,用溴化四丙基铵和溴化六烃季铵双模板剂合成的复合催化剂同时存在EU-1、ZSM-5的特征衍射峰,且复合催化剂B-EU-1/ZSM-5结晶效果较好。运用双模版剂法合成该复合催化剂具有简化了合成步骤、降低成本和缩短晶化时间的优点。

ZSM-5基复合分子筛催化裂解制低碳烯烃研究进展

系统介绍了ZSM-5基复合分子筛的合成方法;针对典型的核-壳结构和微-介孔结构,阐述了复合结构对其孔隙结构、酸性质和水热稳定性等的调控方法和规律。在此基础上,详细综述了复合分子筛在甲醇、轻烃、生物质及其混合原料催化裂解制低碳烯烃领域的应用,提出复合分子筛催化材料未来发展前景。

ZSM-5/SBA-15复合分子筛材料的制备及其加氢异构性能

合成了ZSM-5/SBA-15复合分子筛材料,并对其晶型结构、孔道参数、酸性质等物理化学性质和加氢异构化性能进行了表征和评价。结果表明:所合成的复合分子筛具有ZSM-5和SBA-15分子筛骨架结构,适宜的酸性和独特的介-微复合孔道结构;将其作为载体负载金属Pt后制得的Pt-ZSM-5/SBA-15催化剂,在正辛烷的加氢异构反应中,较纯硅SBA-15基催化剂Pt-SBA-15、微孔ZSM-5分子筛基催化剂Pt-ZSM-5和ZSM-5与SBA-15物理混合基催化剂Pt-ZS-H,具有更高的双支链异构产物选择性和较低的裂化选择性。

甲醇定向转化制二甲苯的复合分子筛ZSM-5/EU-1的合成及其应用

以硅溶胶、硫酸铝、氢氧化钠、四丙基溴化铵以及硼酸和九水硝酸铁为原料，采用EU-1晶种，通过水热法合成了2种含杂原子的微孔结构ZSM-5／EU-1复合分子筛。采用XRD、SEM、N2吸附-脱附和NH3-TPD对合成样品进行了表征，并在连续流动固定床反应器上考察了该分子筛催化剂对甲醇N-甲苯反应的催化性能。结果表明-含杂原子微孔结构的ZSM-5／EU-1复合分子筛同时具有ZSM-5和EU-1的特征衍射峰，结晶度较好，平均孔径明显增大，当催化剂的酸强度和酸量增大时，有利于甲醇芳构化趋势以及二甲苯优先扩散。B-ZSM-5／EU-1催化产物中芳烃在油相中的选择性达到84-70％；B-ZSM-5／EU-1和Fe-ZSM-5／EU-1两种分子筛催化产物的芳香烃中二甲苯的含量最高，分别为41-32％～45-88％和33-88％～39-16％。由于B-ZSM-5／EU-1较高的酸性、酸量和相对较小的孔道内径（0-8060nm），较Fe-ZSM-5／EU-1更有利于产物中二甲苯的生成；不仅如此，B-ZSM-5／EU-1复合分子筛催化产物中对二甲苯在二甲苯中选择性范围为29-75％～47-47％；不过，Fe-ZSM-5／EU-1产物中对二甲苯在二甲苯中的含量最高可达53.75％，这是由于Fe-ZSM-5／EU-1复合分子筛的粒径较大，为催化反应提供了较长的孔道结构，易使产物中邻、间二甲苯在扩散过程中异构化转化为对二甲苯的缘故。

ZSM-5/MCM-41复合分子筛汽油降烯烃反应条件考察

以催化裂化汽油为原料,在固定床加压连续微反装置上,对纳米组装法合成的ZSM-5/MCM-41复合分子筛的汽油降烯烃反应条件进行考察。通过对不同反应温度、压力和空速条件下反应产物的族组成分布、液体收率和积炭量变化的分析,得到了复合分子筛汽油降烯烃反应的最佳工艺条件为:反应温度673 K,反应压力2 MPa,空速3.0h^(-1)。复合分子筛失活主要是由于积炭的产生,ZSM-5/MCM-41复合分子筛催化剂具有较好的再生性能。

MCM-22/MCM-41与ZSM-5/MCM-41复合分子筛汽油降烯烃性能的对比分析

对纳米组装法合成的MCM-22/MCM-41和ZSM-5/MCM-41复合分子筛采用N2吸附脱附、氨程序升温脱附(NH3-TPD)和吡啶红外光谱等方法进行孔结构和酸性质表征。以催化裂化(FCC)汽油为原料,通过对固定床加压连续微反装置上2种复合分子筛反应产物的组成变化与组分分布进行对比分析,考察其降烯烃反应特点和规律,初步推测二者的降烯烃反应机制。结果表明:ZSM-5/MCM-41复合分子筛具有较高的异构化反应活性;MCM-22/MCM-41复合分子筛表现出非常高的芳构化反应活性和较好的降烯烃活性,可使汽油中的烯烃含量降低84.34%,并使其液相产物呈现相对轻质化的趋势。

基于油水分离的ZSM-5分子筛/石英复合材料的制备研究

该文采用TEOS(正硅酸四乙酯)、Al_(2)(SO_(4))_(3)·18H_(2)O为原料,以TPAOH为模板剂,配制ZSM-5分子筛合成液,再以石英棉为载体,改变预处理条件与反应条件,合成ZSM-5分子筛/石英棉复合材料。通过XRD、红外光谱、SEM对产物进行表征,探究分子筛的生长情况。通过油水分离实验,探究ZSM-5分子筛/石英棉复合材料的吸附性能与最适宜的油水比例。在油水质量比例为1∶1时,2%NaOH预处理石英棉后合成的ZSM-5石英棉复合材料的吸附性能最好,油水分离效率达95.92%。

用碱处理的ZSM-5沸石合成MCM-41型结构复合分子筛的研究

以现有的工业ZSM-5作为原料,采用碱处理ZSM-5的浆液或滤液作为硅铝源,与表面活性剂在水热条件下进行自组装得到具有微孔、介孔双孔分布的MCM-41型结构复合分子筛,并采用X射线衍射、N2吸附脱附、红外光谱等测试手段对合成的样品进行了分析表征,考察了主要合成条件对分子筛性能的影响。结果表明,根据ZSM-5碱处理程度的不同,采用浆液得到的样品可能含有少量ZSM-5沸石的晶粒,但随着碱浓度升高或碱处理时间的延长,ZSM-5沸石晶粒的量逐渐减少,而采用滤液合成的样品中不存在独立的ZSM-5沸石的晶粒。

ZSM-5/SAPO-11复合分子筛的制备及乙醇脱水催化性能

以拟薄水铝石、磷酸和硅溶胶为原料,以二正丙胺为模板剂,采用包埋法合成了ZSM-5/SAPO-11双微孔结构复合分子筛,并通过XRD、SEM、TEM、FT-IR、BET、NH3-TPD等手段对复合分子筛进行了表征。结果表明,合成的复合分子筛是一种ZSM-5(核)/SAPO-11(壳)式双微孔复合分子筛。将该复合分子筛用于乙醇脱水制乙烯反应,虽然催化活性略低于ZSM-5分子筛,但稳定性比ZSM-5有大幅度提高。综合考虑催化活性和稳定性,ZSM-5/SAPO-11复合分子筛更适合作为乙醇脱水制乙烯的催化剂。

稀土La掺杂ZSM-5／MCM-41介微孔复合分子筛的合成与表征

以CTMABr、TPABr为介、微孔模板剂,Na2SiO3为硅源,Al2(SO4)3为铝源,La2O3的H2SO4溶液为La供体,在水热条件下,通过La离子导入、预置晶种、二步晶化等手段,首次合成出La杂原子ZSM-5/MCM-41复合分子筛.XRD、N2吸附脱附结果表明,样品共存ZSM-5和MCM-41两种物相,两种结构、孔径在介、微孔范围都有分布,且La可取代分子筛骨架的少量Si.SEM照片显示,样品晶粒局部聚集成不规则的团块,构成团块的颗粒大小不一但结合紧密,与ZSM-5、MCM-41形貌明显不同.IR曲线中不存在La2O3的特征吸收谱,样品特征骨架振动峰向高波位移的现象,以及样品微分热失重峰向高温方向偏移,加之DTA曲线肩峰的出现进一步说明La杂原子ZSM-5/MCM-41复合分子筛的合成.

ZSM-5/MCM-41微-介孔复合分子筛的微波合成及表征

以碱液处理的ZSM-5分子筛反应液为硅铝源、十六烷基三甲基溴化铵为介孔模板剂,通过微波法快速合成了具有微-介孔结构的ZSM-5/MCM-41复合分子筛。考察了反应时间、反应温度和体系p H对合成产物的影响,优化了合成条件,并利用XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附等手段对合成产物进行了表征。实验结果表明,反应温度为120℃时,在0.5 mol/L的Na OH溶液中,利用微波消解ZSM-5分子筛原粉30 min后,调节体系p H为10.5,继续晶化30 min,可得到ZSM-5/MCM-41复合分子筛。相比于传统水热法,微波法的合成效率提高了20倍以上。所得ZSM-5/MCM-41复合分子筛中既保留了ZSM-5分子筛的微孔结构,也形成了典型的MCM-41分子筛的介孔结构,且所得ZSM-5/MCM-41复合分子筛的孔体积、比表面积较ZSM-5分子筛提高了近3倍。

HZSM-5/Silicalite-1复合分子筛的甲苯甲醇烷基化反应的催化性能

采用水热合成法在商业HZSM-5分子筛表面生长了一层Silicalite-1纯硅分子筛层,在典型反应条件下评价了复合分子筛对甲苯甲醇烷基化反应的催化性能。考察了水热合成原料配比、晶化时间对催化活性的影响,在HZSM-5(n(SiO2)/n(Al2O3)=80)与Silicalite-1合成液固液配比为1:30g/mL,晶化温度为100℃,晶化时间为18h条件下合成的复合分子筛催化剂的对二甲苯选择性为56.66%。在HZSM-5外表面适当生长纯硅Silicalite-1分子筛,提高了对二甲苯产物选择性。

一步合成核壳结构ZSM-5/EU-1复合分子筛及其表征

在添加适量柠檬酸的条件下采用双模板剂一步法,一次晶化合成ZSM-5/EU-1核壳共生复合分子筛,对其物理化学性质进行表征,结果显示：核壳分子筛中存在ZSM-5和EU-1两种分子筛晶相,且EU-1分子筛在ZSM-5分子筛表面缺陷处外延生长;复合以后核壳分子筛为微孔–介孔多级孔道结构,且其微孔孔径达到0.94 nm;相比于单一分子筛,核壳分子筛的强酸量相对提高,酸性质有所改善。通过对柠檬酸加入量、晶化时间影响因素的分析,得到合成核壳共生结构的最佳条件为：n（citrate）/n（Al_2O_3）=0.8~1.2,晶化时间为72~96 h,并推测核壳分子筛可能的生长过程。

ZSM-5/MCM-41复合分子筛的微波合成及催化性能

用微孔沸石硅源法微波合成ZSM-5/MCM-41复合分子筛,采用XRD、BET和NH_3-TPD技术对合成分子筛进行表征。结果表明,复合分子筛具有类MCM-41的典型六方介孔结构,同时具有中孔和微孔结构,复合分子筛的总酸量介于HMCM-41酸量与HZSM-5酸量之间。利用脉冲微反装置考察合成分子筛的邻二甲苯异构化催化性能。结果表明,ZSM-5/MCM-41复合分子筛具有高于同硅铝比的MCM-41、ZSM-5和ZSM-5/MCM-41的机械混合物的催化活性。

ZSM-5/MCM-41复合分子筛的合成与表征

以碱处理的ZSM-5浆液为硅铝源,通过水热自组装过程合成了介孔-微孔复合孔道结构的分子筛,并采用XRD、BET、HRTEM、Py-IR和水热处理等手段对合成分子筛进行了表征。结果表明,碱处理ZSM-5时的苛刻程度是影响复合分子筛合成的重要因素,适宜的碱处理条件为NaOH浓度1 mol/L、80℃时处理1 h。表征结果表明,复合分子筛具有规整互通的微孔-介孔梯级复合孔道结构,孔容、比表面积和平均孔径分别为0.63 mL/g,684 m2/g和3.76 nm,属典型的MCM-41结构;与MCM-41相比,复合分子筛的B酸(尤其是强B酸)酸量明显增强,水热稳定性显著提高。

EU-1/ZSM-5复合分子筛的合成与表征

以四丙基氢氧化铵(TPAOH)和四丙基溴化铵(TPABr)为模板剂、EU-1为铝源,水热晶化合成EU-1/ZSM-5复合分子筛。采用XRD,SEM-EDS,N2吸附-脱附及FT-IR等手段对合成样品进行表征。结果表明:所合成的EU-1/ZSM-5复合分子筛具有与EU-1分子筛及ZSM-5分子筛混合物相同的XRD图谱,但红外谱图的谱峰均向高波数方向偏移,并产生明显的次级介孔结构;在形貌上,复合分子筛中EU-1相周边规整附晶生长着ZSM-5分子筛的纳米颗粒。EU-1/ZSM-5复合分子筛的合成条件为:m(EU-1)/m(SiO2)为1.1~1.4,n(OH-)/n(SiO2)为0.07~0.15,n(TPAOH)/n(TPABr)为(1∶9)^(5∶5),晶化时间24~72 h,晶化温度100~120℃。

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂合成MCM-41/ZSM-5复合分子筛的研究

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂、以ZSM-5为晶种,在水热晶化条件下合成了同时具有微孔和介孔的MCM-41/ZSM-5复合分子筛;并考察了陈化温度、陈化时间、晶化时间及模板剂用量等条件对合成复合分子筛的影响。通过X射线衍射、扫描电镜、高分辨率透射电镜、红外光谱及N2静态吸附法等手段对合成样品进行表征,并与机械混合样品以及纯的ZSM-5和MCMC-41进行比较。结果表明,所合成的样品同时具备微孔ZSM-5和介孔MCM-41结构且在结构上不同于机械混合样品。

含铁微孔EU-1/ZSM-5复合分子筛的合成和表征

采用预置晶种法合成了含铁的微孔EU-1/ZSM-5复合分子筛,并采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重-微分热重(TG-DTG)、N2吸附-脱附、紫外-可见吸收光谱(UV-vis DRS)、X射线吸收精细结构(XAFS)等手段进行了表征。结果表明,复合分子筛具有EU-1和ZSM-5的特征衍射峰,是两种晶相相互作用的分子分散晶相材料,微孔孔径较Fe-EU-1分子筛有所增大。随原始溶胶中铁的质量分数增加,复合分子筛具有的23.09°和23.94°处的特征衍射峰逐渐向低角度方向偏移;紫外-可见漫反射谱图中在220～245 nm出现了宽的吸收谱带;XAFS表征表明,1s→3d电子跃迁的弱吸收峰逐渐增强,同时在吸收边顶部出现的1s→4p吸收峰逐渐由宽变窄。合成工艺的最佳条件为,原始溶胶中铁的质量分数为0.075%～0.15%,晶种添加比例为15.0%～21.0%,晶种SiO2/Al2O3物质的量比为50～60。