MCM-22/MCM-41复合分子筛的设计 制备与表征

微孔分子筛是重要的择形催化剂,具有均匀发达的微孔和强酸性,但其孔径较小,大分子难以进入孔道,这大大限制了其工业应用范围。本文采用的MCM-22分子筛就是已经进行工业化应用的微孔分子筛代表之一。介孔分子筛材料在催化、吸附与分离以及化学组装制备先进材料和分子器件等方面具有潜在的应用价值。但是,由于介孔分子筛材料较低的水热稳定性和较弱的酸性,极大地影响了其在催化研究中的广泛应用。本文采用的介孔材料MCM-41具有规则孔道结构,在多相催化、吸附分离、复合材料、纳米组装等领域有着重要的学术研究与应用价值。本文中以微孔分子筛Na-MCM-22为内核,合成一种中微孔复合分子筛Na-MCM-22/MCM-41。通过XRD、SEM、IR、N2吸附脱附和TPD等手段对复合材料进行了表征。研究结果表明,复合材料同时具有中孔分子筛MCM-41和微孔分子筛Na-MCM-22的特点,并且和纯MCM-41分子筛相比孔壁增厚,孔径变大;与纯微孔分子筛Na-MCM-22相比,复合分子筛的酸性明显减弱,BET计算其孔径分布主要集中于0.7和3.0nm。

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。

新型MCM-22/MCM-41复合分子筛上FCC汽油降烯烃芳构化反应

采用纳米组装法合成MCM-22/MCM-41微孔/介孔复合分子筛,分别以H-MCM-22和H-MCM-22/MCM-41为催化剂,在固定床微反装置上对FCC汽油进行降烯烃芳构化的对比考察。结果表明,在反应时间2h内,与MCM-22相比,MCM-22/MCM-41具有高的芳构化性能和持久的初始活性,复合分子筛汽油改质的产物中,芳烃体积分数由28.58%上升至51.1%,烯烃体积分数由34.04%降至5.8%。探讨了新型H-MCM-22/MCM-41复合分子筛用于FCC汽油改质的操作条件以及催化剂失活再生性能。结果表明,最佳反应条件为:反应温度400℃,压力2MPa,空速3h^(-1)。失活催化剂经过两次再生,降烯烃芳构化性能基本不变。

MCM-22/MCM-41复合分子筛改质FCC汽油研究

采用纳米组装法合成了MCM-22/MCM-41复合分子筛,在固定床微反装置上进行催化裂化汽油改质研究,考察了芳构化反应和降烯烃效果。结果显示,MCM-22/MCM-41复合分子筛较单组分MCM-22具有更强的芳构化性能,并且初始活性高,稳定性好。催化裂化汽油经复合分子筛催化改质,芳烃体积分数由28.6%升至51.1%,烯烃体积分数由34.0%降至5.8%。MCM-22/MCM-41复合分子筛用于FCC汽油改质的适宜操作条件:反应温度400℃,压力2 MPa,液时空速3 h-1。

新型MCM-41-β-沸石中孔-微孔复合分子筛

ＭＣＭ－４１是１９９２年由Ｍｏｂｉｌ公司首次合成，具有可调的规整孔道结构，孔径大小为１．６～１０ｎｍ的六方中孔分子筛［１，２］，β－沸石是具有三维十二元环孔道，一条线性通道孔径为０．５７ｎｍ×０．７５ｎｍ，另一条由两种线性通道相交形成的弯曲通道，孔径...

一种制备MCM-41/Y分子筛复合材料的新方法

以Y沸石为内核 ,以异丙醇铝为铝源 ,正硅酸乙酯为硅源 ,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂 ,在控制条件下合成了MCM 4 1/Y分子筛复合材料。用X射线衍射、扫描电镜、低温N2 吸附等手段对其物理化学性能进行了表征 ,用萘的液相叔丁基化反应考察了这种新材料的催化性能。结果表明 ,这种复合材料与HY相比 ,对反应的活性虽有所下降 ,但选择性却大大提高。

双组元Y/MCM-41中微孔复合分子筛的合成和表征

通过原位处理分步晶化、水热合成的方法 ,首次从NaY凝胶出发制备了含有Y和MCM 41两种分子筛成分的Y/MCM 41中微孔复合分子筛新材料 ,考察了合成条件对复合分子筛晶化的影响 .利用层厚法和相对结晶度工作曲线法确定了复合材料中两种分子筛的相对含量 .通过XRD ,MASNMR ,SEM ,XPS ,IR ,N2 吸附脱附、热处理等手段对复合材料进行了表征 ,并与MCM 41和Y型分子筛的有关性能进行了对比研究 .结果表明 ,复合分子筛材料的热和水热稳定性高于相同分子筛比例的机械混合样品 .与机械混合物样品相比 ,其中孔表现出孔径缩小、孔道规整性变差、孔壁增厚和部分结晶化的特点 ,复合材料中两种分子筛之间存在界面效应 ,推测Y/MCM 41复合分子筛材料具有“包覆式”结构特征 .以模型化合物1,3 ,5 三异丙基苯为进料考察了其催化裂化活性 。

MCM-41-HY复合分子筛的合成及其在深度加氢脱硫中的应用

在水热条件下合成了包覆型MCM-41-HY复合分子筛.采用XRD、N2气吸附和SEM等方法对其进行了表征.结果表明,MCM-41-HY复合分子筛和MCM-41与H型Y沸石(HY)的机械混合物明显不同,在复合分子筛MCM-41-HY中,中孔相MCM-41附晶生长在HY沸石上,将HY包覆起来.以二苯并噻吩为模型化合物,考察了该材料担载NiMo催化剂的加氢脱硫活性.结果表明,MCM-41-HY复合分子筛与MCM-41和HY的机械混合物担载NiMo催化剂的加氢脱硫(HDS)活性相当,但MCM-41-HY复合分子筛担载NiMo催化剂的裂化活性较低.其裂化活性不同的原因在于其载体孔道结构和酸性位的分布不同.

MCM-41/MOR复合分子筛的制备及其烷烃异构化性能研究

以碱处理的MOR浆液为部分硅铝源、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用水热法合成了微孔-介孔复合分子筛MCM-41/MOR,并通过XRD、HRTEM、BET、Py-FTIR以及水热处理等方法对合成的复合分子筛进行了表征。结果表明,合成的复合分子筛具有微孔和介孔双重孔结构,比表面积高达567 m^2/g,孔容为0.60 mL/g,平均孔径为3.26 nm,且具有较高的水热稳定性。正己烷在微反装置上的非临氢异构化反应结果表明,适宜的B酸和L酸协同构成了烷烃异构化的活性中心,催化剂表面的Ni离子在活化烷烃的同时还具有较好的酸性调变作用;与Ni-MOR、Ni-MCM-41以及HMCM-41/MOR相比,复合分子筛Ni-MCM-41/MOR由于其适宜的表面酸性和孔道结构,具有更好的异构化催化性能,正已烷转化率为34.40%,i-C_6~0选择性提高到40.38%。

预置晶种合成MCM-41/ZSM-3复合分子筛

以十六烷基三甲基溴化铵和四甲基氢氧化铵为模板剂,以ZSM 3为晶种,在水热条件下合成了同时具有中孔和微孔的复合分子筛MCM 41 ZSM 3。通过XRD、IR、N2吸附脱附等温线和SEM表征,样品的XRD图谱在小角度衍射区和大角度衍射区同时出现了MCM 41和ZSM 3的衍射峰;IR图谱上也同时出现了MCM 41和ZSM 3的吸收谱带,并且合成样品与两种分子筛的机械混合物有明显差别;N2吸附脱附等温线证明样品含中孔和微孔结构,并且微孔直径集中分布在0 7nm左右,中孔直径集中分布在3 3nm左右;从SEM照片可以看出,复合分子筛和机械混合物形貌不同,前者为附晶生长或再结晶,后者为均匀分散。

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。

MCM-41/β介孔—微孔复合分子筛的合成、表征及催化性能

以β分子筛为前驱体,水玻璃和硫酸铝为外加硅铝源,采用二元混合表面活性剂为结构导向剂,水热晶化合成MCM-41/β介孔—微孔复合分子筛,并利用XRD、SEM、TEM、N2吸附—脱附和Py-IR等对复合分子筛进行表征,以十氢萘为模型化合物考察复合样品的催化裂解反应性能.结果表明:MCM-41/β介孔—微孔复合分子筛中存在MCM-41分子筛六方介孔结构和β分子筛微孔结构,对十氢萘具有较强的催化反应活性,催化裂解转化率为93.16%.

聚苯胺/MCM-41介孔分子筛导电复合材料的制备及其表征

利用MCM-41介孔分子筛单分散孔道特性作为“纳米反应器”,在其孔道内合成聚苯胺。讨论了HCl浓度、(NH4)2S2O8浓度和聚合温度对复合材料导电性的影响,得到最佳的聚合条件:HCl:1.5mol/L,(NH4)2S2O8:1.0mol/L,聚合温度:15℃,此时的电导率为0.61s/cm。在最佳合成条件下,对聚苯胺/MCM-41介孔分子筛导电复合材料进行SEM、红外光谱分析。

NaA/MCM-41微介复合分子筛的合成与表征

按n(SiO2)∶n(Na2O)∶n(Al2O3)∶n(H2O)=1∶1.5∶0.5∶100加料,在90℃下水热晶化3 h合成NaA微孔分子筛,再按n(SiO2)∶n(NaOH)∶n(CTAB)∶n(H2O)=1∶0.3∶0.3∶90依次添加到NaA微孔分子筛中,于110℃下水热晶化24 h合成NaA/MCM-41微介复合分子筛,并采用XRD、SEM(EDS)和TEM等方法对其进行了表征。吸附阳离子红X-5GN模拟染料废水结果表明,在50 mLρ(阳离子红X-5GN)=20 mg/L的水溶液中,NaA/MCM-41微介复合分子筛的投加量为0.6 g/L、pH=6、振荡时间为60 min时,脱色率可达到96.4%,比NaA分子筛和MCM-41介孔分子筛独自吸附脱色效果要好。

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。

MCM-41/Y介孔-微孔复合分子筛的合成及其加氢裂化性能研究

以Y分子筛、水玻璃和硫酸铝为原料,采用二元混合表面活性剂,水热晶化合成了MCM-41/Y介孔-微孔复合分子筛,并用XRD,SEM,TEM,N2吸附-脱附和Py-IR等多种分析手段对其进行了分析表征。同时以MCM-41/Y复合分子筛和无定形硅铝为酸性组分,以W-Ni为活性金属组分,制备了加氢裂化催化剂MYC,并在200 mL加氢评价装置上进行了加氢性能评价。结果表明,MCM-41/Y复合分子筛中存在着复合的MCM-41六方介孔相和Y微孔相;加氢裂化催化剂MYC催化活性较好,在反应压力15 MPa、氢油体积比1 500∶1、体积空速1.5 h-1的条件下,中油选择性为74.82%,C5+液体收率为98.56%,65～165℃重石脑油的芳潜为43.6%,165～370℃柴油的十六烷值为62.2,大于370℃尾油BMCI值为7.1,分别可作为优质的重整装置进料、柴油调合组分及乙烯裂解原料。

MOR/MCM-41复合分子筛的制备及其催化性能的研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,将一定浓度的NaOH碱溶液处理后的微孔MOR分子筛溶液作为硅铝源,采用水热晶化合成法制备了MOR/MCM-41微孔-介孔复合分子筛。利用XRD、SEM、N2吸附-脱附等技术对其进行了表征,考察了碱浓度、碱溶解时间、晶化温度、晶化时间等因素对制备MOR/MCM-41复合分子筛影响。结果表明,较优的MOR/MCM-41复合分子筛制备工艺条件为:NaOH浓度为2.0mol/L,碱溶解时间为0.5h,晶化温度为120℃,晶化时间为24h,晶化体系pH为8.5。将合成的MOR/MCM-41复合分子筛作为催化剂,在微型固定床反应装置上考察了萘异丙基化反应的催化性能,实验结果表明,MOR/MCM-41复合分子筛与MOR分子筛相比,具有较好的催化性能。

有机蒙脱土与MCM-41介孔分子筛的共同填加对聚丙烯基复合材料性能的影响

以纳米有机蒙脱土(OMMT)、MCM-41纳米介孔分子筛(不含模板剂)、OMMT/MCM-41混合物(m(OMMT):m(MCM-41)=1:1)为填料(增强组分),通过双螺杆挤出机制备了聚丙烯(PP)基纳米复合材料;考察了填料种类及添加量对纳米复合材料性能的影响。实验结果表明,以OMMT/MCM-41混合物为填料时,两种粒子起到了协同增强、增韧的作用;当OMMT/MCM-41混合物的添加量(以体系的总质量计)为2.0%时,PP基纳米复合材料的拉伸强度和冲击强度达到最大值,分别为45.1MPa和38.6kJ/m2,比PP分别提高了30%和53%;同时添加OMMT和MCM-41的PP基纳米复合材料的热稳定性高于单独填加OMMT或MCM-41的PP基纳米复合材料。

离子交换法合成L/MCM-41复合分子筛

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,分别采用包埋法和离子交换法,两步晶化都合成了L/MCM-41复合分子筛,并通过XRD、SEM、TEM和BET等测试手段对合成样品进行表征,检测结果表明用离子交换法合成的复合分子筛孔径为3.04 nm.与水热晶化法合成的MCM-41相比:(1)壁厚由0.55 nm增大到1.81 nm;(2)水热稳定性也明显提高,在100℃沸腾状态下结构保持时间由原来的低于2 h增大到8 h.与L沸石相比,K+含量降低为0.26%.