ZSM-5/KL复合分子筛的形貌控制及轻烃芳构化性能

以ZSM-5分子筛为基体,采用分级晶化方式合成ZSM-5/KL复合分子筛。通过调控晶化时间、晶化温度和晶化级数等合成因素控制复合分子筛的合成过程及形貌,并利用X射线衍射(XRD)、N2吸附脱附、扫描电镜(SEM)等技术对样品进行表征,采用正戊烷芳构化反应考察复合分子筛的催化性能。结果表明,不同的晶化方式对复合分子筛的形貌具有明显影响。与单级晶化方式相比,多级晶化方式可有效调控壳相L纳米晶体在ZSM-5晶粒表面的生长和形貌,并促进核壳型复合分子筛的生成。反应实验结果表明,与混晶型复合分子筛相比,核壳型复合分子筛具有更好的芳构化性能。     

JP-10在不同硅源合成的HZSM-5上的催化裂解

分别以硅溶胶、硅胶、硅溶胶和硅酸钠混合物、硅胶和硅酸钠混合物为硅源,采用直接法(不含有机模板剂)合成出高结晶度NaZSM-5分子筛,用1 mol/L盐酸溶液离子交换3次后得HZSM-5催化剂,采用X射线衍射（XRD）、低温氮吸附法及氨-程序升温脱附（NH3-TPD）等方法对催化剂的结构和酸性位进行表征,评价了这些催化剂对JP-10裂解的催化活性.结果表明,用硅溶胶为硅源合成的ZSM-5分子筛比用硅胶为硅源合成的ZSM-5分子筛具有更高的相对结晶度、酸性中心和裂解催化活性.当用硅溶胶和硅酸钠组成的双硅源代替单一的硅溶胶为硅源时,所得ZSM-5分子筛的相对结晶度和裂解催化活性均略有下降;相反,当用硅胶和硅酸钠组成的双硅源代替单一的硅胶为硅源时,可提高所得ZSM-5分子筛的相对结晶度和裂解催化活性.     

纳米ZSM-5分子筛的合成、表征及甲苯歧化催化性能

以四丙基氢氧化铵为模板剂,异丙醇铝为铝源,水玻璃为硅源,采用表面润湿法合成纳米ZSM-5分子筛。用SEM和NH3-TPD等方法对合成的ZSM-5分子筛进行表征,脉冲微反-色谱联用装置对其进行甲苯歧化催化活性评价。与非纳米ZSM-5分子筛对比研究结果表明,合成的ZSM-5分子筛晶粒大约100 nm,其强酸量比非纳米ZSM-5分子筛的高16.11%,高温脱附峰温度比非纳米ZSM-5分子筛高11℃。对于甲苯歧化反应,其受催化剂的酸性质、晶粒大小等因素综合影响。酸性更强、晶粒较小的纳米级ZSM-5分子筛对甲苯歧化反应转化率更有利。对于反应的选择性,纳米级ZSM-5分子筛的n(苯)/n(二甲苯)值趋近于1,发生了纯的甲苯歧化反应,说明选择性也高于非纳米ZSM-5分子筛。     

铝合金支撑MFI型分子筛膜的合成及耐蚀性能研究

2024型铝合金被广泛应用在航天航空工业,但其耐蚀性差.为改善这一缺点,用原位水热合成法在2024型铝合金表面合成MFI型分子筛膜.采用SEM/EDS对分子筛膜的表面形貌和元素组成进行表征;研究晶化时间对分子筛膜致密性的影响;研究该分子筛膜在中性NaCl、pH=1.0的NaCl-HCl和pH=13.0的NaCl-NaOH介质中的耐蚀性能.结果表明：晶化16 h在合金表面形成的分子筛膜均匀且致密,耐蚀性最好,腐蚀电流密度为0.241 A/cm2,远小于裸铝合金的腐蚀电流密度57.140 mA/cm2,确定为最佳晶化时间;3种介质比较,在碱性和中性NaCl介质中耐蚀性好,尤其在pH =13.0的NaCl-NaOH溶液中耐蚀性最佳,并且在该介质中分子筛膜能提供对铝合金的长期防护.探讨分子筛膜对铝合金的防护机制.由此得出结论,MFI型纯硅分子筛膜耐蚀性很好,对提高2024型铝合金的耐蚀性具有很好的实用价值.     

ZSM-5型分子筛的合成及其吸附性能

ZSM-5传统的合成方法是以有机胺为模板剂水热合成,此法中有机模板剂成本较高且有毒,而后期煅烧去除模板剂也会影响分子筛的性能.本文以硅酸钠为硅源,分别采用无模板剂法和晶种法按照不同的硅铝比合成了ZSM-5分子筛原粉,其中无模板剂法合成时间较长,因此加入一定的分子筛原粉可缩短晶化时间且结晶更完全.该法与传统工艺相比,原料价廉易得,合成工艺简单,无毒无害.借助X射线衍射仪、红外光谱仪分析了ZSM-5组成.考察了合成样品对水中铅离子、氟离子的吸附性能,结果表明合成ZSM-5对铅离子有较大的吸附性,而对氟离子基本没有吸附性,由此为分子筛在工业中的应用提供了一定的理论基础.     

利用蛋白质单分子膜仿生合成锥形碳酸钡

针对模拟生物矿化和仿生合成中常采用液相混溶法在模拟生物矿化环境上的不足之处,提出了以碳酸钙氢钡过饱和溶液为亚相,利用牛血清白蛋白为单分子膜,采用LB技术模拟生物矿化仿生合成了碳酸钡颗粒.研究了在牛血清白蛋白为单分子膜作用下晶化时间对碳酸钡结构和形貌的影响,并通过XRD和SEM对物相结构和形貌进行了表征.分析表明在牛血清白蛋白单分子膜作用下碳酸钡经历了从无定型态到晶态的转变,晶体保持单一取向;同时形貌经历从圆片状到纺锤状再到锥形的变化过程.这些结果表明牛血清白蛋白单分子膜对碳酸钡的形貌和取向有较好的控制作用.     

晶化时间对SAPO-34 分子筛合成及性能的影响

采用水热法以二乙胺为模板剂合成SAPO-34分子筛,考察了不同晶化时间对SAPO-34晶体结构、形貌的影响,并研究了用SAPO-34分子筛在氮气气氛下碳化的样品制备修饰玻碳电极的催化性能。结果表明,不同晶化时间合成的SAPO-34分子筛晶形差异较大,较佳晶化时间为2.5 h;延长晶化时间,SAPO-34晶体相对结晶度变化不大。晶化时间为2.5 h的SAPO-34样品以弱酸为主,并且经过碳化处理后制备的修饰电极对甲醛具有较好的催化氧化作用。     

压力对均相共沉淀法制备羟基磷灰石晶体形貌的影响

以硝酸钙、磷酸氢二铵混合水溶液为原料、以尿素为缓冲剂,采用均相共沉淀法制备羟基磷灰石晶体,并通过X射线衍射、扫描式电子显微镜、透射电子显微镜等3种分析方法对样品分别进行了物相组成、晶体形貌、晶体取向的表征,研究了不同压力对羟基磷灰石晶体形貌的影响.结果表明:当反应压力从0.11 MPa增加至1.1 MPa时,所得羟基磷灰石晶体的物相组成由含有羟基磷灰石和磷酸八钙两种物相向只含有羟基磷灰石一种物相过渡;所得羟基磷灰石晶体的形貌从针状晶须（经由长板状和六方柱状）向薄片状晶体进行过渡;所得羟基磷灰石晶体的生长取向由沿一个方向（c轴）生长向沿另外两个方向（a轴和b轴）生长转变.     

分子筛复合膜的研究进展与评述

论述了沸石分子筛膜的各种合成方法及其催化性能,同时还深入探讨了国内外沸石分子筛膜的研究现状,介绍了目前我国膜科研工作者的最新研究成果。分别就各种沸石分子筛膜的选择性、稳定性及耐高温等性能进行了评述,并给出了相应的合成分子筛膜的条件、数据和表征结果。重点对Silicalite-1(硅沸石—Ⅰ)、ZSM-5、MCM-48等沸石分子筛膜及用金属改性的HZSM-5沸石分子筛膜的开发研究工作进行了全面系统的评价,论述了上述沸石分子筛膜催化剂的催化作用,给出了反应条件、甲烷及芳烃收率和选择性。针对目前国内的沸石分子筛膜催化剂研究现状指出未来的发展方向。     

pH对纳米晶堆积ZSM-5的影响及噻吩烷基化性能

以质量分数为30%硅溶胶为硅源,硫酸铝为铝源,采用水热合成法合成了纳米晶堆积ZSM-5分子筛,并通过XRD、SEM、BET和NH-TPD表征方法对所得样品进行表征,考察不同pH对纳米晶堆积ZSM-5分子筛物化性质的影响。结果表明,当pH为11.50时,催化剂的粒径为纳米级结构,表面积较大,介孔数量多,酸性适宜,应用到噻吩烷基化反应后,表现出较好的噻吩烷基化活性。     

金属有机沉积法制备SrTiO3薄膜

采用金属有机沉积（MOD）法制备了SrTiO3（STO）外延薄膜作为YBa2Cu3O7-δ涂层导体的缓冲层.以乙酸锶、钛酸丁酯为前驱物配制了Sr离子浓度为0.125 mol.L-1的SrTiO3前驱溶液.研究了950℃下不同烧结时间（90、120、150 min）对在双轴织构的Ni-W（200）金属基带上沉积STO外延薄膜晶体取向和微观形貌的影响.结果表明,在950℃氩氢混合气氛（Ar-4%H2）下适宜于STO薄膜外延生长的最佳烧结时间为120 min;STO缓冲层薄膜表面平整致密,无裂纹和孔洞,具有良好取向,可作为YBa2Cu3O7-δ涂层导体的缓冲层.     

SAPO-34分子筛晶体形貌控制

以异丙醇铝、磷酸、正硅酸乙酯为反应原料,三乙胺作为模版剂,在180℃下水热晶化4d合成出粒径均一、分散性好的不同形貌SAPO-34分子筛。采用XRD、SEM和TG对样品进行表征分析,系统研究了陈化时间、HF对产物形貌的影响。结果表明,延长陈化时间能使分子筛晶体的形貌发生明显变化,晶体由立方体向球形变化;F-的引入改变了晶体生长方式,从而使晶体形貌发生改变。     

添加氯化钠合成多级孔纳米ZSM-5分子筛及其MTP催化性能

极浓体系下,通过添加NaCl水热合成了一系列多级孔纳米ZSM-5分子筛。所得分子筛通过X射线衍射仪(XRD)、低温氮气吸附仪、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)表征。结果表明:NaX能使纳米晶相互聚集,形成多级孔结构,其中NaCl实用性最强;n(NaCl)/n(SiO_2)=0.1/1时,分子筛具有最大的比表面积和介孔量;晶化时间为8h,可得到纯相高结晶度的ZSM-5分子筛。将一定条件下制备的多级孔纳米NaCl-ZSM-5催化剂用于MTP(甲醇制丙烯)反应中,和常规多级孔纳米ZSM-5催化剂相比,NaCl-ZSM-5具有更好的稳定性(1 250min)和更高的丙烯碳基收率(质量分数36.5%)。     

直接合成法制备ZSM-5分子筛及其催化性能的研究

在不添加任何模板剂的情况下,通过控制晶化条件,仅凭Na＋诱导晶体形成,采用水热合成法直接制备出ZSM-5分子筛,并对合成的样品进行X射线衍射、红外光谱照射、扫描电镜扫描,表明该分子筛具有典型的ZSM-5结构。该分子筛经转型后,通过TG检测其酸性,并用于环己烯水合制备环己醇反应,表现出良好的催化性能,反应4 h后,环己醇的收率达到9.4%,并保持较高的对环己醇的选择性（94%左右）。     

ZSM-5分子筛光催化降解瓦斯试验研究

采用X射线荧光光谱和吡啶原位红外光谱等表征手段对ZSM-5分子筛进行表征,分析ZSM-5分子筛的组成与表面酸性;并以ZSM-5分子筛为催化剂,通过正交试验考查了反应时间、光照强度、氧气含量、水分子含量和涂覆面积比等因素对瓦斯降解率的影响,确定最优试验条件,并初步确定了反应产物.结果表明:当ZSM-5分子筛的硅铝摩尔比为150时,催化性能最好,对于初始体积分数为3.5%的甲烷,当反应时间为120 min、光照强度为4 W、O2体积分数为30%、水分子含量为0.3%和涂覆面积比为75%时,瓦斯降解率达86.40%.     

晶种形貌对TS-1分子筛膜取向的影响

在钛硅分子筛晶种合成过程中加入高聚物作为共模板剂,合成了立方型结构的分子筛。以这种分子筛作为晶种制备出了(303)晶面取向的立方型钛硅分子筛膜。该钛硅分子筛膜与椭球型钛硅分子筛膜相比,生长结构更加的致密且具有取向性,膜厚度在2.5μm,是椭球型钛硅分子筛膜厚度的1/3倍,但He气体渗透通量是椭球型钛硅分子筛膜的7倍。     

α-Al2O3载体上NaA型分子筛膜的制备及表征

采用原料配比SiO2∶Al2O3∶Na2O∶H2O=2∶1∶8.9∶700制备了粒径为6μm的NaA沸石晶种.利用二次生长法在微孔α-Al2O3载体管外表面制备NaA型分子筛膜,通过SEM和XRD对制备的分子筛膜进行了结构表征,并对其气体渗透性能进行了测试.结果表明,重复合成3次后,在3μm孔径载体表面形成了一层致密、连续的沸石晶体层,沸石膜厚约20μm;N2的渗透率为5.8×10-5 mol/(m2.s.Pa),氧氮分离系数为1.3左右,大于相应的努森扩散系数0.94,说明制备的分子筛膜有一定的筛分作用.     

纳米ZSM-5分子筛受限空间合成

采用中孔碳纳料管为惰性基体,通过限定空间尺寸法合成n(SiO2)/n(Al2O3)=100,平均晶粒度为27nm的纳米ZSM-5分子筛。合成产物分别采用X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(IR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)进行表征,并对水解时间、碳源等影响因素进行了研究。结果表明,合成的分子筛具有典型的ZSM-5骨架结构和纳米尺寸,并且由于小尺寸效应该样品呈球形聚集态。采用碳纳米管的纯化方法,较长的水解时间、合适的中孔碳源和铝源均有利于纳米分子筛的合成。     

SAPO-11制备条件对Co-Mo/ZSM-5-SAPO-11催化剂加氢脱硫/芳构性能的影响

采用动态水热合成法制备了SAPO-11分子筛,并对其进行了XRD、SEM等表征,考察了晶化时间、晶化温度、硅铝比和模硅比对SAPO-11性质的影响.将上述制备的分子筛与ZSM-5混合制备复合分子筛催化剂,以模型石脑油为原料,在高压微反装置上评价了Co-Mo/ZSM-5-SAPO-11复合分子筛基催化剂的加氢脱硫/芳构化活性.SAPO-11表征和催化剂评价的综合结果表明,SAPO-11的适宜制备条件和组成为190℃、晶化24 h、硅铝比1.0、模硅比1.0,在此条件下制备的复合分子筛催化剂具有较好的芳构性能和较高的脱硫性能.     

十元环一维孔道分子筛的合成及其正丁烯骨架异构性能分析

采用水热合成法合成SAPO-11、ZSM-22、ZSM-23和ZSM-35具有十元环一维孔道结构的分子筛,应用XRD、SEM、NH3-TPD方法对分子筛样品进行表征,利用连续流动固定床评价装置,考察反应温度为400℃、空速为7h-1条件下,4种分子筛对正丁烯骨架异构化性能,分析分子筛的酸性及其空间孔道结构对催化性能的影响.结果表明:对于正丁烯骨架异构,十元环一维的分子筛催化剂中ZSM-35分子筛的性能最佳,异丁烯选择性超过91%,异丁烯收率可在10h内持续在44%左右.