MFI分子筛限域Ru催化剂的制备及其丙烷催化燃烧性能

采用原位合成法、浸渍法和沉积沉淀法制备Ru与MFI分子筛结合的3种催化剂,用于丙烷(C_(3)H_(8))的催化氧化活性研究.结果显示,通过原位合成法将Ru限域在MFI分子筛孔道内时,Ru@MFI催化剂展现出最佳的低温C_(3)H_(8)氧化活性,在270℃时达到90%转化率,并表现出卓越的高温热稳定性和抗水性.通过XRD、N_(2)吸脱附、HAADF-STEM以及CO-TPD等表征技术发现,限域在MFI分子筛孔道内部的Ru具有最小的粒径和最高的分散度,增加了活性Ru位点的数量.拉曼和H_(2)-TPR表征结果表明,孔道内的Ru与MFI之间相互作用导致电荷重新分布,增强了还原性能.因此,Ru@MFI催化剂呈现出最优异的C_(3)H_(8)氧化活性.此外,MFI孔道的几何限制作用在高温焙烧过程中维持Ru的稳定性和分散度,有效避免了Ru的聚集,进一步确保了催化剂的高温热稳定性.

原位晶化法合成大孔-微孔MFI型分子筛

使用单分散纳米级二氧化硅小球(500 nm)作为硅源和大孔模板,以四丙基氢氧化铵为微孔模板,通过“溶解-重结晶”过程原位形成大孔结构,得到大孔-微孔纯硅Silicate-1分子筛(MFI晶型),大孔孔径为150~350 nm,比表面积为350 m^(2)/g,总孔体积为0.24 cm^(3)/g。并探索了晶化时间、乙醇助剂、干胶干燥条件、微孔模板剂用量及大孔模板尺寸等合成条件对大孔-微孔纯硅Silicate-1分子筛晶化的影响。在此基础上,进一步在纯硅分子筛骨架中引入铝原子,得到大孔-微孔ZSM-5分子筛。

链状MFI型分子筛的合成与应用

链状MFI型分子筛是由大小均一的晶粒沿b轴方向通过表面羟基缩合而成,在保留传统分子筛独特的三维孔道结构、耐酸性、水热稳定性、高催化活性的同时,具有较高的孔道择形性,在吸附、分离、催化等领域展现出独特的性能。本文系统介绍了链状MFI型分子筛合成及其应用领域的最新研究进展,重点综述了常规水热合成与微波辅助水热合成两种方法,深入分析了链状MFI型分子筛的形成机理,对诱导表面羟基缩合的各种因素进行了详细阐述,总结了其在物理吸附及催化方面的优异性能。最后对链状MFI型分子筛的绿色合成及潜在应用进行了展望,提出硅配位环境的动态变化过程分析对于揭示其合成机理至关重要,将为拓展链状MFI型分子筛的应用奠定重要理论基础。

超重力过程强化技术制备片状MFI分子筛及其催化性能

使用超重力过程强化技术合成了片状MFI分子筛,并将其应用于烯烃催化裂解(OCC)反应中。研究了进料方式、循环时间、晶化时间、晶化温度等超重力过程参数对片状MFI分子筛合成的影响。实验结果表明,采用等比例进料方式、增加混合液在超重力反应器中的混合循环时间,可有效提高试样的颗粒均匀性;超重力过程强化可明显加快分子筛的结晶生长,降低粒径大小;超重力可促进原料母液在结晶之前快速均匀混合,使得成核、结晶在均匀的环境中进行,进而影响硅源、铝源重排及结晶过程,得到晶粒粒度可控、粒径分布窄且具有较高结晶度的纳米颗粒;使用超重力过程强化技术制备的片状分子筛具有较小的粒径,较强的红外特征峰,较高的酸量,用于OCC反应中表现出较高的转化率及稳定性,具有优异的催化性能。

高硅MFI分子筛孔道调控及其乙烷/乙烯吸附分离性能研究

借助固体吸附分离技术可获得高纯度乙烯,对提高乙烯产品质量有重要意义。采用表面修饰策略对Mn掺杂高硅MFI分子筛(H-MFI-Mn)进行修饰分别制得P修饰H-MFI-Mn(H-MFI-Mn-P)和HCOOH修饰H-MFI-Mn(H-MFI-Mn-COOH和H-MFI-Mn-P-COOH)。采用XRD、SEM和N_(2)吸/脱附等对所得分子筛进行了表征。在混合气体中(V(乙烯):V(乙烷)=50:50)对所得分子筛的乙烷/乙烯吸附分离性能进行了评价,并采用UV-Vis和XPS对所得分子筛的乙烷/乙烯吸附分离机理进行了分析。结果表明,H-MFI-Mn-P-COOH的微孔孔径(0.68 nm)和平均孔径(2.70 nm)较H-MFI-Mn的孔径(0.55 nm)和平均孔径(1.61 nm)明显增大。与H-MFI-Mn的比表面积(446 m^(2)/g)相比,H-MFI-Mn-P、H-MFI-Mn-COOH和H-MFI-Mn-P-COOH的比表面积(400 m^(2)/g左右)均有所减小。H-MFI-Mn-P-COOH表现出较好的乙烷/乙烯吸附分离性能,其乙烷动态平衡吸附容量为1 mmol/g,乙烷/乙烯动态分离选择性为2.08。与H-MFI-Mn相比,H-MFI-Mn-P-COOH中Mn^(3+)和Mn^(2+)在总Mn离子中的占比较高,说明P修饰+HCOOH修饰可削弱分子筛结构中Mnδ+物种的电子转移性能,进而抑制H-MFI-Mn-P-COOH的乙烯吸附性能。

MFI纳米片沉积层气相转化制备超薄b轴取向沸石膜

利用乙二胺-水蒸汽进行气相转化(VPT)制备超薄、取向MFI沸石膜,通过将MFI纳米片沉积层转化为致密的沸石膜,实现了膜厚度的有效控制。扫描电子显微镜和X射线衍射表明,制备的沸石膜膜厚度约为280 nm,具有高度b轴取向的致密结构。丁烷异构体双组分分离测试结果表明,在333 K下,等物质的量的正丁烷/异丁烷混合物的正丁烷渗透速率和分离因子分别为1.5×10^(-7)mol·m^(-2)·s^(-1)·Pa^(-1)和14.8。Na_(2)Si O_(3)作为低聚硅源在MFI沸石纳米片二次生长过程中能够提供硅源和碱度,通过在胺类蒸汽中实现MFI沸石纳米片间的融合生长,进一步提高了膜的取向度和致密性。

MFI型分子筛对燃煤电厂烟气中CO_(2)吸附的分子模拟

CO_(2)作为产生温室效应的主要气体,对它进行吸附分离对于环境保护和能源转化具有重大意义。材料对CO_(2)的吸附性能是决定吸附效率的关键。沸石分子筛作为一种高比表面积、高孔隙率、强热稳定性的可再生无机材料,近年来在CO_(2)吸附领域备受关注。前人通过模拟计算广泛研究了分子筛类吸附剂对CO_(2)、N_(2)、CH_(4)等气体的吸附能力,但对实际燃煤电厂烟气中存在的复杂烟气环境的吸附模拟研究较少。由于燃煤电厂烟气中N_(2)、H_(2)O、O_(2)、SO_(2)等都会影响分子筛对CO_(2)的吸附,因此选择烟气中的主要成分构建双组分与多组分气体进行吸附对比,通过烟气模拟计算分别构建了CO_(2)-N_(2)、CO_(2)-H_(2)O、CO_(2)-O_(2)、CO_(2)-SO_(2)四组双组分气体模拟以及包含N_(2)、H_(2)O、SO_(2)、CO_(2)和O_(2)的多组分气体模拟,通过Materials Studio软件构建了一种全硅MFI型沸石分子筛模型以及上述模拟气体的分子模型,用Dmol3模块进行分子优化,采用GCMC方法计算沸石对模拟烟气的吸附量,探究实际烟气温度和压力范围下各气体组分的吸附性能和CO_(2)吸附选择性的变化,通过吸附量和吸附选择性变化曲线研究温度和压力对二元混合组分中CO_(2)的吸附分离的影响,分析二元组分吸附时各组分与CO_(2)的吸附竞争规律,探究各气体组分的吸附性能和CO_(2)吸附选择性的变化,得到分离模拟烟气中CO_(2)的最佳温度和压力。结果表明,二元组分吸附时,CO_(2)在与N_(2)、H_(2)O、O_(2)组分的竞争中处于优势地位,温度降低有利于CO_(2)的分离;在与SO_(2)的竞争中处于弱势地位,温度和压力的升高有利于CO_(2)的分离。多元组分吸附时,气体的吸附量受温度、压力与气体分子和沸石骨架相互作用强度等因素的共同作用。相同条件下MFI型沸石对各气体的吸附量顺序为:当温度低于413.15 K时,τ_(CO_(2))>τ_(SO_(2))>τ_(N_(2))>τ_(H_(2)O)>τ_(O_(2));当温度大于413.15 K时,τ_(CO_(2))>τ_(N_(2))>τ_(SO_(2))>τ_(H_(2)O)>τ_(O_(2))。在温度413.15 K、压力1500 kPa的条件下,模拟烟气中CO_(2)与其他气体的分离比s达到最高值1.314,同时CO_(2)的吸附量为1.239 mmol/g。

MFI型分子筛在正丁烷催化热裂解制备低碳烯烃反应中的性能研究

轻质烷烃催化热裂解是生产乙烯和丙烯的重要途径。本工作采用水热合成法制备不同Al含量的MFI型分子筛,并采用水热合成法和机械球磨法分别制备了Ba掺杂的高硅ZSM-5分子筛催化剂,研究了其催化正丁烷热裂解反应性能。结果表明:高硅ZSM-5分子筛中Al含量的减少降低了催化剂表面酸性位的数量和强度,抑制了低碳烯烃通过氢转移反应生成烷烃副产物的活性,提高了低碳烯烃的收率。与低硅铝比的ZSM-5分子筛相比,高硅的ZSM-5分子筛表现出更高的低碳烯烃收率。向高硅ZSM-5分子筛中掺杂质量分数为1%的Ba可进一步弱化催化剂表面酸性,抑制氢转移反应,提高低碳烯烃收率。采用机械球磨法制备的Ba/ZSM-5催化剂上乙烯和丙烯的单程收率最高可达54.02%。

二维MFI分子筛的合成方法及优化合成条件的研究进展

与三维块状MFI沸石相比,二维MFI沸石具有更大的表面积、更短的扩散距离和更灵活的结构,不同取向的MFI沸石分子筛膜具有不同的分离效果,在催化方面具有更大的优势。在二维MFI沸石的合成中,具有亲水和疏水基团的双功能模板起着重要作用。不同基团和不同链长的模板剂对合成的二维沸石的形貌和催化性能有重要影响。本文基于近年来二维MFI沸石的研究现状,介绍了层状MFI沸石的合成方法以及如何降低合成模板剂的成本和优化纳米片合成时间进行了讨论,并展望了未来的发展机遇和挑战。

气相二氧化硅为硅源合成MFI型分子筛晶体和取向膜

在中性合成条件下制备MFI型分子筛晶体和膜层,是当前的研究热点。在中性条件下,考察了不同亲疏水性和比表面积的气相二氧化硅作为硅源对MFI晶体二次生长的影响,绘制了晶种的晶化曲线。结果表明,以比表面积为100 m2/g的亲水性气相二氧化硅为硅源时,MFI分子筛晶种的生长速度较快,合成得到的MFI分子筛膜连续、致密,具有高度的b轴取向。

CO_2、CH_4在改性MFI沸石中吸附的分子模拟

采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)方法研究了CO2、CH4在全硅MFI沸石和MFI(4Na+)沸石中的吸附行为,计算获得了CO2、CH4在两种架构中的吸附等温线、吸附能量分布曲线和粒子云分布图,结果表明:CO2、CH4纯组分在较低压力下有较高的吸附量,并且吸附量随压力的增大而增加,随温度的升高而小幅减少,其混合组分在两架构中均发生明显的竞争吸附行为;Na+的存在使MFI型沸石对CO2的吸附能力和选择性得到增强。

MFI结构分子筛用于甲醇制低碳烯烃技术的研究进展

综述了MFI结构分子筛的改性方法及其在MTO工艺中的作用,主要介绍了高温水热处理、磷改性和金属改性的方法及德国Lurgi公司使用该催化剂的甲醇制取丙烯工艺开发情况。

MFI/MFI核壳分子筛合成的影响因素及结晶动力学

以低硅铝比ZSM-5为核,采用二次生长法水热合成了MFI/MFI核壳分子筛.发现对核相分子筛进行预处理是合成的关键步骤.通过控制壳相合成过程(如合成温度、合成时间和核相分子筛加入量)可有效控制核壳分子筛的壳层生长.以异丙苯(IPB)及1,3,5-三异丙苯(1,3,5-TIPB)裂解为探针反应,发现与核相分子筛相比,核壳分子筛的IPB裂解反应活性相当.而1,3,5-TIPB裂解活性下降68%,与外表面Al含量下降程度相近,表明MFI/MFI核壳分子筛较好地保留了分子筛的核相反应活性.结晶动力学计算结果表明,MFI/MFI核壳分子筛的成核活化能为51.5kJ·mol-1,生长活化能为26.5kJ·mol-1.

动态水热合成b轴取向MFI型分子筛膜

在旋转烘箱中采用动态水热法,在不锈钢片支撑体上合成了连续的b轴取向MFI型分子筛膜,并运用扫描电镜和X射线衍射考察了合成釜转速、晶化温度和晶化时间对所得分子筛膜性能的影响.与静态水热法相比,动态水热合成过程中合成液的温差和浓度差大大降低,且合成液持续冲刷支撑体表面,使得动态法具有合成时间短、取向性好和分子筛颗粒粒径分布均一的优点.

2-甲基萘和甲醇在MFI沸石催化剂上甲基化反应的研究

研究了２－甲基萘（２－ＭＮ）－甲醇在快速结晶法合成的Ｇａ－，Ｆｅ－，Ｃｏ－，Ｎｉ－，Ｚｎ－ＭＦＩ型沸石催化剂上甲基化反应的性能。结果表明，催化剂表面酸浓度越大，２－ＭＮ的反应活性越高；弱酸中心的占有比例越多，β，β－二甲基萘（β，β－ＤＭＮ）及其中的２，６－ＤＭＮ的选择率越高。在Ｈ－Ｃｏ－ＭＦＩ沸石催化剂上β，β－ＤＭＮ及２，６－ＤＭＮ在ＤＭＮ异构体中分别占９３．３５％和５７．８６％。

基于MFI的数据整合信息资源目录研究

为满足集团企业各级业务对数据共享发展的需要,结合有关信息整合以及ISO/IEC系列互操作国际标准的研究,提出了以统筹整合为基础、以交换共享为途径、以国际标准为支撑、以信息资源目录为核心的语义互操作模型,站在企业全局高度设计信息资源整合架构方案。采用国际先进标准实现信息模型与映射模型的注册,实现标准化的集成,克服传统的以项目为集成的不足。实现了以开放数据为目标的油田信息资源交换共享平台,为E&P企业解决信息整合问题奠定了重要基础。

蒸汽相法硼硅MFI沸石的合成与表征

在三乙胺（Ｅｔ３Ｎ）－乙二胺（ＥＤＡ）－Ｈ２Ｏ蒸汽相中，无定形凝胶Ｎａ２Ｏ－Ｂ２Ｏ２－ＳｉＯ２－Ｈ２Ｏ晶化生成硼硅ＭＦＩ（ＺＳＭ—５）沸石．研究了硼硅ＭＦＩ沸石的适宜晶化条件，以及氯化钠、碳酸钠和磷酸钠取代氢氧化钠作为钠源的影响．晶体结构参数、１１ＢＮＭＲ、ＦＴ－ＩＲ的结果表明，由蒸汽相法合成的硼硅ＭＦＩ沸石，其硼原子进入了沸石骨架．

乙硫醇在MFI和MOR沸石中扩散行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟计算了乙硫醇分子在MFI和MOR两种拓扑结构沸石中的动力学性质,比较了乙硫醇不同负载量和沸石晶格原子刚性和柔性两种状态下乙硫醇分子在沸石孔道中扩散系数的大小。模拟结果表明,对于这两种沸石,负载量增加,扩散系数减小。对于MFI沸石,在刚性和柔性沸石结构的情况下,扩散系数分别为3×10-10m2/s和4×10-9m2/s;对于MOR沸石,在刚性和柔性结构的情况下,扩散系数分别为2×10-7m2/s和3×10-8m2/s。对于MFI沸石,柔性结构下的扩散系数比刚性结构下的扩散系数要大,而对于MOR却呈现出相反的行为。对比这两种沸石,MOR中的扩散系数要比MFI沸石中大,这是因为乙硫醇分子在MOR12元环中扩散更易进行所致。相互作用能的计算结果表明,MFI中交叉型和直型孔道活性位相近,MOR孔道中12元环与4元环孔道相差较大。

原位法制备MFI型分子筛膜及其渗透性能

采用原位水热法在α-Al2O3支撑体上合成全硅MFI型分子筛膜,通过X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、单组分气体渗透性以及对二甲苯异构体的分离性能对分子筛膜的结构、形貌及其致密性进行表征。结果表明:采用优化条件制备出无缺陷MFI分子筛膜,即NaOH0.35g、SiO25g、四丙基氢氧化铵(TPAOH)25 mL,合成5～8 h;合成液中SiO2用量、NaOH用量及合成时间能显著影响MFI分子筛的晶体大小、膜层致密性及膜层厚度。通过优化后配方制备的MFI分子筛膜在300℃下对二甲苯的渗透性可达10.3×10-9mol/(m2·s·Pa),对二甲苯/邻二甲苯的分离因子为28.7;室温下,分子筛膜对H2/SF6的理想选择性达16.5。

MFIS结构的C-V特性

研究了运用 SOL- GEL方法制备的 Au/PZT(铅锆钛 ) /Zr O2 /Si结构电容即 MFIS(Met-al/Ferroelectric /Insulator/Semiconductor)电容的方法 ,并对其进行了 SEM、C- V特性测试及Zr O2 介质层介电常数分析 .研究了 C- V存储窗口 (Memory Window)电压与铁电薄膜和介质层厚度比的关系 ,得出 MFIS电容结构中最佳铁电薄膜和介质层厚度比为 7— 1 0左右 ,在外加电压- 5V- +5V时存储窗口可达 2 .52 V左右 .