镓状态对原位合成高硅Ga-ZSM-5的甲醇制芳烃反应性能影响

为解决ZSM-5催化剂上甲醇转化生成芳烃选择性较低的问题,采用乙二胺络合镓离子的方法原位合成了高硅Ga-ZSM-5沸石催化剂。通过XRD、SEM、物理吸附-脱附、XPS、ICP等手段对其进行表征,并采用固定床反应器进行催化甲醇制芳烃反应性能评价。结果表明:原位合成引入Ga对ZSM-5孔结构影响较小,对酸性质影响较大;催化剂表面的镓物种由相对摩尔分数为44%~56%的骨架Ga、26%~34%的非骨架Ga和少量游离态Ga_(2)O_(3)组成;Ga的引入显著提升了ZSM-5催化剂的甲醇芳构化反应活性和苯、甲苯选择性;在压力0.1 MPa、温度450℃、质量空速2 h^(-1)的条件下,Ga质量分数0.5%制备的Ga-ZSM-5催化剂在反应时间380 h内甲醇转化率均高于99.9%,具有高稳定性和高芳烃选择性,甲醇制芳烃反应催化性能最佳。

新型键联异质结CoMOF-g-C_(3)N_(4)-COOH用于可见光光解水产氢反应

基于钴金属有机骨架(CoMOF)和羧基化g-C_(3)N_(4)-COOH,设计合成了依靠化学键连接形成异质结界面的新型光催化剂CoMOF-g-C_(3)N_(4)-COOH。CoMOF-g-C_(3)N_(4)-COOH异质结材料具有优异的可见光下光解水制氢性能,产氢速率达到233μmol/(g·h),与传统静电吸附合成的CoMOF-g-C_(3)N_(4)或纯g-C_(3)N_(4)-COOH相比,性能大幅提升。这是由于CoMOF/g-C_(3)N_(4)异质界面处化学键的设计构建,促进了光生载流子的传递,能够有效抑制电荷-空穴的复合。该工作证明了复合催化剂异质界面处成键对光生电子高效转移的作用,为设计高效光解水产氢的MOF基材料提供了新的思路。

无有机胺模板剂法制备ZSM-5@Silicalite-1核壳材料

ZSM-5@Silicalite-1核壳材料由于其表面纯硅Silicalite-1分子筛能够有效覆盖ZSM-5分子筛表面的酸性位,从而抑制外表面积炭反应,提高其在甲醇转化、烯烃裂解、烷基化等反应中的稳定性及特定产物选择性。但是,ZSM-5@Silicalite-1核壳材料合成需使用有机胺模板剂导向合成,且合成体系采用较高的H_(2)O/SiO_(2)摩尔比(n(H_(2)O)/n(SiO_(2))>120),带来成本高、产量低、废水多等难题。因此,提出了一种无有机胺模板剂绿色合成ZSM-5@Silicalite-1的新策略,该方法以ZSM-5沸石分子筛为晶种,以乙醇作为孔道填充剂,采用研磨的方法成功制备ZSM-5@Silicalite-1核壳材料;采用XRD、SEM、物理吸附、XPS等表征手段进行分析,并考察了n(Na_(2)O)/n(SiO_(2))、n(C_(2)H_(5)OH)/n(SiO_(2))、晶种类型以及晶化时间等参数对合成ZSM-5@Silicalite-1的影响。结果表明,无有机胺模板剂法合成的ZSM-5@Silicalite-1分子筛不仅样品收率高且具有较高的结晶度和规整的形貌。当n(Na_(2)O)/n(SiO_(2))=0.035、n(C_(2)H_(5)OH)/n(SiO_(2))=1.62、晶化时间为48 h时,ZSM-5@Silicalite-1核壳材料的结晶度最高。