在泡沫碳化硅载体上自转化合成silicalite-1型沸石晶体

以泡沫碳化硅载体内的残余硅为硅源,在泡沫碳化硅载体上自转化合成silicalite-1型沸石晶体.用残余硅含量为16.7%的泡沫碳化硅作为载体,可制备出负载均匀、耐热性好、抗热冲击、比表面积为36 m^2g^(-1)的silicalite-1型沸石晶体/泡沫碳化硅复合材料.研究了泡沫碳化硅载体的残余硅含量和水热合成溶液的组成等因素对沸石晶体的自转化合成及其形貌的影响.结果表明,泡沫碳化硅载体中的残余硅含量是影响沸石晶体层结晶的关键因素.当载体中硅的含量过低时,溶液中的硅酸根浓度过低,不具备形成沸石晶体的条件;而当载体中硅的含量过高时,溶液中的硅酸根浓度过高,沸石晶体优先在残余硅的表面形核,随着这些硅的溶解,在其上形成的沸石晶体也随之脱落.增加模板剂的含量可促进沸石晶体形核,从而使沸石晶体的尺寸变小.

不同支撑体上Silicalite-1型沸石膜的形成与表征

晶种涂层二次合成法在澄清溶液合成体系,研究了在两种孔结构为0.1和4μm的α-Al2O3陶瓷管支撑体上,用晶粒大小为100和600nm的晶种进行涂层和silicalite-1沸石膜层的形成. SEM和xRD分析表明,两种支撑体的微结构差异很大,小孔支撑体的表面比大孔支撑体更平整、光滑,大孔支撑体有缺陷和空隙.用100nm的晶种进行涂层和晶化成膜,两种支撑体上均可形成连续的品种层及相应的沸石膜层,但在大孔支撑体上较长时间涂层才可获得连续晶种层;小孔支撑体上形成的晶种层及相应的沸石膜层质量较好.用600nm的晶种在两种支撑体上涂层和成膜的效果均较差,且晶粒较大的晶种更不易在大孔支撑体上形成连续晶种层,相应的成膜效果也差.

在泡沫碳化硅载体上原位生长silicalite-1型沸石晶体

以多晶硅颗粒为硅源,在泡沫碳化硅载体上原位水热合成silicalite-1型沸石晶体。研究了硅颗粒加入量、NaOH浓度以及合成时间等因素对沸石晶体的负载量、晶体尺寸和沸石晶体/泡沫碳化硅复合材料比表面积的影响。结果表明,以多晶硅颗粒为硅源控制硅酸根的释放速度,使沸石晶体在碳化硅载体表面异质界面形核,从而实现沸石晶体在泡沫碳化硅载体表面的连续生长;当多晶硅量过少时,溶液中的硅酸根浓度过低,不能在载体表面形成连续生长的沸石层;而当多晶硅量过大时,溶液中硅的浓度过高,部分沸石晶体在溶液当中形核,使沸石晶体在载体表面的负载量下降;提高溶液中NaOH的浓度,加快硅的溶解,使溶液中硅的饱和浓度升高,沸石晶体的形核率也随之升高,使沸石晶体的负载量增加。在最优条件下制备的silicalite-1/泡沫碳化硅复合材料其沸石晶体的比表面积为81.28 m^2g^(-1)。

纳米晶种涂层法合成Silicalite-1沸石膜

用纳米晶种涂层二次生长成膜法在大孔旺．A1203（孔径4～6μm）陶瓷管上合成Silicalite-1沸石膜．用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）表征分析了沸石膜的形态，并通过单组分气体渗透实验对合成膜管的渗透性能进行了测试．结果表明，合成的Silicalite-1沸石膜连续、互生，看不出晶间孔；沸石膜层厚8-10μm；常温常压下HE／N2的理想分离系数为3．9，超过其努森扩散值3．74，H2／C3H8的理想分离系数为19．1，远大于其Knudsen扩散比值4,69，且H2的渗透率达到1．43×10^-6mol／（m^2·s·Pa）．气体分离数据表明，该膜没有明显的缺陷存在．

泡沫碳化硅陶瓷表面原位合成Silicalite-1沸石的研究

采用泡沫碳化硅陶瓷作为载体,在其表面制备沸石分子筛涂层。首先,通过聚氨酯泡沫热解结合可控熔渗反应烧结制备泡沫碳化硅陶瓷。然后通过原位水热合成法在泡沫碳化硅陶瓷表面制备Silicalite-1沸石涂层。沸石涂层和泡沫碳化硅载体所组成的复合材料具有独特的微孔/大孔结构,高的比表面积和界面结合强度。这种材料将会在催化、吸附/分离领域有广泛的应用前景。

高渗透率高选择性Silicalite-1沸石膜的合成与表征

利用重复水热合成法在α-Al2O3陶瓷管上合成Silicalite-1沸石膜,并对合成的沸石膜进行了X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征,通过单组分气体渗透对膜的渗透性能进行检测。通过测试发现,H2／N2在常温常压下的理想分离因素为4.00,略大于H2／N2的Knudsen扩散比值3.74,而H2／C3H8的理想分离因素为25.96,远大于其Knudsen扩散比值4.69,H2的渗透率为4.44×10-6mol／(m2·s·Pa)。

混碱改性粉煤灰制备NaP1型沸石

本文通过对粉煤灰进行酸处理与不同浓度的NaOH和KOH混碱改性,采用水热晶化法合成了单一的NaP1型沸石。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线荧光光谱仪(XRF)进行测试表征,结果表明:在硅铝比和晶化时间一定的情况下,单一NaP1型沸石的合成主要取决于混碱浓度和晶化温度;在硅铝摩尔比为1.5,晶化时间为8 h的条件下,制备单一NaP1型沸石的最佳混碱浓度和晶化温度分别是10 mol/L、120℃。

低模板剂法合成Silicalite-1沸石膜及其气体渗透性能研究

在较低的模板剂浓度下，采用二次生长法在大孔（孔径约4～6μm）α-Al2O3载体上合成Silicalite-1沸石膜，并采用X射线衍射法、扫描电子显微镜及不同温度下单组分气体渗透实验对所合成的沸石膜进行表征．结果表明，合成的是典型的Silicalite-1沸石膜，无其他杂质形成；制备的沸石膜连续、互生、致密，没有明显的缺陷．在40℃下H2的渗透速率为4．47×10^-7mol／（m^2·s·Pa），H2／SF6的理想分离系数44，远高于其Knudsen扩散系数8．54．在40～200℃之间，H2／SF6的理想分离系数曲线呈V型，H2的渗透速率几乎不变，N2的渗透速率随温度升高略下降。

一种简单修饰法合成的Silicalite-1沸石膜及其气体渗透性能

采用原位水热法在粗糙大孔α-Al2O3载体管上预先合成Silicalite-1沸石,程序升温焙烧该管后,用砂纸打磨管表面,再用原位水热法在打磨后的管上二次合成Silicalite-1沸石膜。利用XRD、SEM及单组分气体渗透实验对制备的沸石膜进行表征,并初步考察了影响打磨修饰法制备Silicalite-1沸石膜性能的主要因素。结果表明,合成的沸石膜是典型的Silicalite-1;其晶粒排列紧密,呈互锁生长,表面平整,无晶间孔或针孔存在。打磨前水热预处理载体管的时间和砂纸型号对合成沸石膜的质量影响较大。室温下,打磨修饰法制备的Silicalite-1沸石膜的H2渗透率达到1.2×10-6mol/(m2.s.Pa),且H2/N2、H2/C3H8和H2/SF6的理想分离系数分别达到3.9、20.6和84.8。

对二甲苯在高硅沸石Silicalite-1上的吸附与脱附

采用重量法研究了温度为423,373,343,323K时对二甲苯在高硅沸石Silicalite-1上的吸附和脱附行为.实验结果表明,温度为323,343 K时,吸附等温线出现两个吸附平台,且343 K时出现前所未有的两个滞后环.根据吸附等温线计算了热力学参数(吸附等容热、吉布斯自由能变、熵变和吸附相熵).随吸附量的增加,吸附等容热增大,吸附的吉布斯自由能变稍有下降,吸附熵变逐渐增大,吸附相的熵逐渐减小,分子间的相互作用逐渐增强.对吸附和脱附动力学进行了研究,发现在吸附量大约为4 m/u.c.(单位晶胞分子数)时,扩散系数出现了峰值.

新型两步法合成高质量Silicalite-1分子筛膜

通过一种新颖的两步合成方法,即先用改性剂溶液对镀有二氧化硅缓冲层的多孔氧化铝(孔径0.1～0.5μm)载体管进行浸泡处理,再水热合成,制备了Silicalite-1分子筛膜,并考察了晶化温度、晶化时间对成膜的影响。采用溶胶-凝胶(sol-gel)法,在最优粘度5～25cp内制得平整连续的介孔缓冲层,达到了修饰载体材料表面性能的目的。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)结果表明,160℃下,晶化24h得到表面致密、连续的b取向的Silicalite-1分子筛膜。

整体型微孔-大孔Silicalite-1@SiO_2的制备与表征

以整体型柱撑式大孔聚合物为模板,制备出由SiO_2纳米薄膜构筑的具有三维连续贯通孔道结构的整体型大孔SiO_2,通过Silicalite-1前驱体溶液浸渍,在水热条件下制得不同规则形状的整体型Silicalite-1@SiO_2材料。用SEM、XRD、MIP(压汞法)和BET技术对材料进行了表征。结果表明:Silicalite-1@SiO_2的大孔孔径主要分布在0.5~1μm之间,大孔SiO_2孔壁上原位生长出直径为100~200 nm的Silicalite-1纳米颗粒,Silicalite-1纳米颗粒与大孔SiO_2孔壁通过化学键结合到一起。水热晶化10 h的Silicalite-1@SiO_2样品在保证整体型SiO_2机械稳定性的同时达到最高结晶度,其比表面积(352 m^2/g)和微孔体积(0.088 cm^3/g)与整体型大孔SiO_2相比均明显提高,并且Silicalite-1@SiO_2具有很好的苯酚吸附性能。

季铵盐型改性淀粉辅助蒸汽相法合成多级孔EU-1沸石及其催化性能

以季铵盐型改性淀粉为介孔模板,采用蒸汽相法成功合成多级孔EU-1沸石。通过XRD,FT-IR,SEM,N_2吸附-脱附和NH_3-TPD等手段对合成样品的物化性质进行表征。研究表明:通过调节季铵盐型改性淀粉的量,样品的介孔孔容增加了0.081 cm^3/g,外表面积增加了23.35 cm^2/g。通过二甲苯异构化测试来考察样品的催化性能,发现:对二甲苯(PX)平衡浓度提高了0.88个百分点,乙苯的转化率提高了8.47个百分点,C_8烃收率提高了1.66个百分点。

Y型沸石硅铝比对1-己烯异构化性能的影响

在FCC条件下,采用1-己烯为原料,对不同晶胞常数(硅铝比)的Y型沸石在脉冲微反装置上进行评价,以考察Y型沸石硅铝比对1-己烯异构化性能的影响。结果表明,晶胞常数为2.428～2.431nm的Y型沸石具有良好的异构烷烃选择性。

真空晶种引入法制备Silicalite-1沸石膜及其性能表征

采用抽真空法在多孔α-Al2O3载体管表面预先引入Silicalite-1沸石晶种,再通过水热合成二次晶化法在涂有Silicalite-1沸石晶种的α-Al2O3载体管上合成沸石膜.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对合成的沸石分子筛及膜进行了表征,考察了晶种大小、真空度对合成沸石膜渗透性能的影响,用单组分气体渗透实验检测合成沸石膜的渗透性能.XRD检测结果表明,制备的沸石膜是典型的Silicalite-1沸石膜,合成的分子筛粒径分别约为0.2,0.5,1和2μm,且分布均匀;SEM检测结果表明引入的晶种涂层连续、均匀,制备的Silicalite-1沸石膜致密、互生,不存在裂缺;常温常压下,H2/N2和H2/SF6的理想分离系数分别达到4.1和133.2,大于其Knudsen扩散比值3.7和8.7.

采用改进的二次生长法在多孔α-Al_2O_3陶瓷管上合成Silicalite-1沸石膜

以钛溶胶分散Silicalite-1沸石晶种,采用提拉法在α-Al2O3陶瓷管上负载晶种层,通过二次水热合成在多孔α-Al2O3陶瓷管上制备Silicalite-1沸石膜。考察了晶种悬浮液中晶种的含量、提拉次数和制膜合成液的水与正硅酸乙酯摩尔比对Sili-calite-1沸石膜性能的影响。采用扫描电子显微镜和X射线衍射方法对Silicalite-1沸石膜的形貌和结构进行了表征。实验结果表明,制膜条件对Silicalite-1沸石膜渗透性能有较大影响;适宜的制膜条件为:制膜合成液的水与正硅酸乙酯摩尔比120、晶种悬浮液中晶种的质量分数10%、提拉次数6次。所合成Silicalite-1沸石膜表面连续、致密、与陶瓷管结合紧密;在323K、0.1MPa压差的条件下,Silicalite-1沸石膜的H渗透速率为7.36×10-7mol/(m2·s·Pa),H/SF理想分离因数为28.6。

利用粉煤灰滤渣制备NaP1型沸石及其吸附Cu^(2+)的研究

以固体废弃物粉煤灰为原料,经过煅烧和水热反应生成粉煤灰滤渣前驱体,通过添加工业硅粉来调整反应物的Si/Al摩尔比,采用水热法合成了NaP1型沸石。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和傅立叶转换红外光谱仪对所合成沸石的物相、显微结构和化学基团进行了观察与分析,并对其吸附铜离子的性能进行了研究。结果表明,Si/Al摩尔比为3∶1的粉煤灰滤渣和氢氧化钠溶液在90℃下可以水热合成得到结晶度较高的NaP1型沸石;NaP1型沸石对于铜离子具有较高的吸附量,初期其吸附速度较快,30min时吸附量为52.8mg/g,之后吸附速度稍有减缓,吸附时间为60min时接近吸附饱和,饱和吸附量可达到82.7mg/g。

b轴定向Silicalite-1沸石膜的合成

采用原位水热合成法,分别采用四丙基氢氧化铵(TPAOH)和四丙基溴化铵(TPABr)为模板剂,在不锈钢片上合成出了b轴定向的Silicalite-1沸石膜.采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对膜的定向性和晶体形貌进行表征.通过XRD和SEM图可以看出,合成出的沸石膜为连续的,且定向性较好.比较采用两种模板剂所合成出的沸石膜可以看出,采用四丙基氢氧化铵(TPAOH)合成出的沸石膜比采用四丙基溴化铵(TPABr)合成出的沸石膜定向性好,成膜速度较快,但晶体尺寸较小.

多孔Silicalite-1沸石负载Ni对肉桂醛的选择性加氢

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,有机硅季铵盐为介孔模板材料成功制备了具有较大介孔孔容(0.36cm^3/g)和高纳米孔表面积(253m^3/g)的多孔Silicalite-1沸石(Silicalite-1-M),并负载金属Ni催化剂(Ni/Silicalite-1-M)研究了其对肉桂醛的选择性加氢性能。采用XRD、N_2-吸附、H_2-TPR、SEM和TEM等手段对载体及其催化剂进行了表征。考察了反应温度、Ni的负载量对肉桂醛选择性加氢性能的影响。实验结果表明,Ni/Sil-icalite-1-M催化剂对肉桂醛具有较高的选择性加氢活性和3-苯丙醛的选择性。当反应时间为60min,反应压力为1.5MPa,反应温度为100℃时,肉桂醛的转化率为99.3%,3-苯丙醛的收率高达88.0%。

粉煤灰合成Na-P1型沸石对氨氮的吸附

采用粉煤灰合成沸石来处理高浓度的氨氮废水,既能有效地降低环境负荷,又能充分地利用粉煤灰固体废弃物这一资源,同时满足社会和环境健康、可持续发展的要求。通过水热法合成出的Na-P1型沸石晶型完整,沸石转化率大于90%。Langmuir等温吸附模型对氨氮吸附数据的拟合相关系数达到了0.985,预测的最大吸附容量为23.15 mg/g。