片状形貌Zr-ZSM-5分子筛的合成与表征

碱性体系中以水玻璃和硅溶胶为双硅源,硫酸铝为铝源,在硅铝酸盐凝胶形成过程中加入氧氯化锆,用水热晶化法成功合成了Zr-ZSM-5分子筛。通过XRD、Raman、UV-VIS、BET、SEM、NH3-TPD、Py-IR等手段对其进行表征。研究结果表明:Zr成功进入ZSM-5分子筛骨架,且随着锆摩尔含量的增加,分子筛的比表面积减小,孔径和孔体积增大,势必会影响到分子筛的择形催化性能;此外,分子筛的酸类型重新分布,L酸比例增大,总酸量和酸强度有所减小,势必会影响其酸催化性能;同时分子筛的生长方式也发生了改变,晶体结构由三维棺状变为二维层片状,相对结晶度有所降低,但其骨架结构依然保持完整。

SO_4^(2-)/Zr-ZSM-5超强酸催化剂的制备和表征(英文)

以硅溶胶和氧氯化锆为硅源和锆源 ,采用水热合成的方法制得具有 ZSM- 5结构的 Zr- Si分子筛 ;用 0 .5 mol/L的硫酸处理该分子筛 ,并在 5 5 0℃焙烧 ,制得具有 ZSM- 5结构的 SO42 -/Zr O2 - Si O2 分子筛型的固体超强酸 .采用 XRD、 SEM、 TG、 IR、 NH3 - TPD和指示剂法对其结构和酸性进行表征 .结果表明 ,该 SO42 -/Zr O2 - Si O2 具有 ZSM- 5结构和超强酸性 ,其酸强度大于 - 1 3.75 。

不同Zr含量对Cu-Zn/ZSM-5催化剂催化CO_(2)加氢制甲醇性能的影响

采用浸渍法制备不同Zr添加量的系列催化剂0%Zr-Cu-Zn/ZSM-5、2%Zr-Cu-Zn/ZSM-5、4%Zr-Cu-Zn/ZSM-5、6%Zr-Cu-Zn/ZSM-5、8%Zr-Cu-Zn/ZSM-5。采用XRD、NH_(3)-TPD、H_(2)-TPR作为表征手段,以CO_(2)加氢制备甲醇作为催化剂性能评价的反应体系,探究不同Zr添加量对催化剂物性结构和加氢性能的影响。结果表明,助剂Zr的加入对催化剂的酸性、孔道结构以及催化性能有显著影响,添加4%Zr的催化剂4%Zr-Cu-Zn/ZSM-5具有最佳的活性,CO_(2)转化率约为14%,甲醇选择性约为85%。

Ce、Zr共掺杂提高Cu-ZSM-5催化分解NO性能及抗K中毒能力

将NO在Cu-ZSM-5催化剂的作用下直接分解为环保、清洁的N 2和O_(2)是最具经济效益的脱硝手段。高温烟气中存在大量的碱金属,但碱金属会使催化剂催化活性降低、使用寿命大大缩短,并使催化剂造成不可逆的失活。通过离子交换法制备MZ5催化剂(M=Cu、Ce、Zr、CuCe、CuZr、CuCeZr),采用初湿浸渍法将K离子负载到MZ5催化剂。脱硝实验结果表明:在最佳反应温度550℃下,相比于CuZ5,CuCeZrZ5催化剂的NO转化率由原来的53%提高到58%,KCuCeZrZ5催化剂的NO转化率由53%降到52%;相比于KCuZ5,KCuCeZrZ5催化剂的NO转化率由39%提高到52%。采用ICP、SEM、XRD、BET、XPS、H_(2)-TPR和O_(2)-TPD等表征手段对催化剂元素含量、微观形貌、骨架结构、孔隙规律、铜物种种类、化学吸附氧、铜离子还原温度和活性物种中氧气的脱附温度等进行分析。结果显示:Ce、Zr的引入不会对催化剂的骨架结构、结晶度和晶粒尺寸造成损伤;Ce、Zr的引入促进催化剂形成更多的氧空位和活性成分{Cu—O—Cu}^(2+),并增强催化剂的储氧和氧运输能力。当K^(+)引入后,KCuZ5催化剂的脱硝活性明显降低、孔隙结构恶化以及K^(+)与活性成分{Cu—O—Cu}^(2+)结合迁移形成CuO;K^(+)优先与Ce物种结合,进而有效保护ZSM-5的三维交叉孔道结构,减缓Cu^(2+)迁移形成CuO以及促进活性成分{Cu—O—Cu}^(2+)与{Cu—□—Cu}^(2+)之间的氧化还原循环。

Zr/ZSM-5分子筛催化乙醇制备低碳烯烃的综合性实验

该文设计了“Zr改性的ZSM-5分子筛催化乙醇制备低碳烯烃(ETO)”的理论计算型综合实验。该实验以密度泛函理论(DFT)为基础,利用材料计算软件Materials Studio搭建了Zr改性前后ZSM-5分子筛簇模型,模拟了乙醇、乙烯和丙烯在ZSM-5分子筛上的吸附行为,计算了Zr改性前后ZSM-5分子筛催化剂的差分电荷密度、Mulliken电荷以及乙醇等在活性位点的吸附能,从电子结构性质、吸附状态以及吸附能方面分析了Zr改性ZSM-5分子筛对ETO反应的催化影响。该实验以催化剂的性能测试结果为基础,从微观视角探究了催化反应机理,培养了学生从宏观现象探究微观反应本质的能力,建立了理论计算与实验相结合研究催化反应的实验教学方法。

锆掺杂纳米ZSM-5/11共晶分子筛合成

以乙醇锆为锆源、正硅酸乙酯为硅源、四丁基溴化铵为模板剂,采用水热晶化法合成锆掺杂纳米ZSM-5/11共晶分子筛。采用XRD、UV-Vis、TEM和EDX等表征分子筛结构;考察晶化温度、晶化时间、硅锆比和模板剂用量对分子筛形成过程的影响。结果表明,晶化温度180℃、硅锆物质的量比100∶1和晶化时间48 h有利于分子筛晶体的生成。TEM显示合成的锆掺杂纳米ZSM-5/11分子筛为结晶完好的立方体晶体,晶粒长度约200 nm;EDX和UV-Vis证实了锆原子在分子筛中的存在。载金Zr-ZSM-5/11共晶分子筛催化剂在葡萄糖选择性氧化反应中表现出良好的催化活性。