用二维多量子核磁共振分辨焙烧丝光沸石中的铝配位态

以 2 7Al章动及二维多量子核磁共振方法研究了 5 5 0 ,6 0 0 ,6 5 0 ,70 0℃焙烧丝光沸石中的铝配位状态。实验表明一维核磁共振谱中的 30 ppm宽峰可归属为扭曲四配位铝。对 6 5 0和 70 0℃焙烧样品 ,生成少量五配位铝。一维2 7Al章动核磁共振实验表明 6 5 0℃焙烧样品中的 30 ppm信号为强四极作用的铝配位组分。在丝光沸石焙烧过程中 ,骨架四配位铝逐渐转变为扭曲四配位 ,因四极展宽而在 30 ppm出现宽峰。随焙烧温度升高至 6 5 0℃以上 ,逐渐产生五配位铝。     

铝在MCM-22分子筛骨架上分布的27Al MQ MAS NMR研究

利用二维多量子魔角旋转（2D MQ MAS）技术并结合量子化学计算，研究了铝在MCM-22分子筛骨架上的分布，并对铝的不等价四面体位进行了归属.在27Al 2D 5Q MAS NMR谱中骨架四配位铝的范围内观察到3个信号，证明MCM-22分子筛有3种骨架铝.经计算这3种骨架四配位铝的各向同性化学位移和四极作用常数分别为：δ 50.5、δ 57.3、δ 62.4和1.74、1.68、1.92 MHz. MCM-22分子筛结构中有8种结晶学不等价四面体（T）位.我们通过模拟MCM-22分子筛的27Al 2D 5Q MAS NMR谱，认为8种不等价T位分为3组. T2、T6位上的铝分别与δ 61、δ 49处的信号相关， T1、T3、T4、T5、T7、T8位上的铝对δ 56处的共振峰有贡献.当硅铝原子数比(Si/Al)在10～15之间变化时，铝在MCM-22分子筛的骨架上是无规占据的.     

HMOR分子筛骨架铝分布研究及二甲醚羰基化反应活性中心的辨识※

HMOR分子筛在二甲醚羰基化反应中具有类似酶催化的优异性能. 关于骨架铝的分布和反应活性位的识别是研究该反应机理的关键科学问题. 早期的工作是基于理论计算研究二甲醚羰基化活性位点, 但缺乏直接的谱学证据. 通过在不同温度下焙烧NH₄MOR制备了一系列HMOR催化剂, 通过多种谱学表征手段研究分子筛骨架铝的稳定性以及铝原子落位信息, 进一步通过二甲醚羰基化反应活性关联MOR分子筛的酸性和铝分布关系获得反应机理的谱学证据. 首先从XRD (X-Ray diffraction)和SEM (Scanning electron microscope)发现经过不同温度焙烧, MOR分子筛结晶度和宏观形貌没有发生明显变化, 但是通过一维²⁹Si, ²⁷Al和¹H魔角旋转固体核磁谱(MAS NMR)发现分子筛局部环境发生了脱铝现象, 产生了明显的缺陷羟基以及B酸量的下降. 焙烧温度对HMOR分子筛骨架Al稳定性的影响较大, 随着温度升高, 脱铝逐渐加剧. 定量¹H MAS NMR结合红外(IR)光谱提供了HMOR分子筛不同孔道B酸含量的分布. 进一步使用2D ²⁷Al MQ MAS NMR的方法以及结合切片分峰拟合技术区分出分子筛骨架中的四种不同T位点, 发现当温度低于600 ℃, 不同T位脱铝速率相当; 当焙烧温度为600 ℃时, T3位点的Al原子脱除速率加快. 最后研究了二甲醚羰基化反应性能与酸分布和铝分布的关系, 获得羰基化反应活性中心的确凿谱学证据, T3-O33位置的Al位是羰基化反应的活性中心.     

H-MCM-22沸石分子筛中Brnsted/Lewis酸协同效应的~1H 和~(27)Al双量子魔角旋转固体核磁共振研究

采用各种固体核磁共振 (NMR) 技术详细研究了 H-MCM-22 分子筛中 Brnsted/Lewis 酸的协同效应. 二维 1H 双量子魔角旋转 (DQ-MAS) NMR 结果表明, 在脱铝 H-MCM-22 分子筛中 Brnsted 酸位 (骨架桥式羟基) 和 Lewis 酸位 (非骨架铝羟基) 之间是空间邻近的, 暗示着可能存在 B/L 酸协同效应. 二维 27Al DQ-MAS NMR 结果揭示了各种铝物种之间的空间邻近性, 表明 B/L 酸协同效应优先发生在 H-MCM-22 分子筛超笼中的骨架 T6 位铝和非骨架铝物种之间. 2-13C-丙酮探针分子实验发现, 因 B/L 酸协同效应而导致脱铝 H-MCM-22 分子筛酸性明显增强, 氘代吡啶探针分子实验也证实在 H-MCM-22 分子筛的超笼中发生了 B/L 酸协同效应. 上述结果将有助于我们理解在脱铝 H-MCM-22 分子筛上发生的多相催化机理.     

丝光沸石水蒸气/酸浸渍脱铝的多核固体核磁共振研究

采用¹H,²⁹Si,²⁷Al魔角旋转固体核磁共振(MASNMR)及¹H-²⁹Si交叉极化(CP)技术研究丝光沸石水蒸气/酸浸渍脱铝过程中各种铝物质的结构与性质.结果表明,丝光沸石上骨架铝原子在水分子作用下,生成非骨架四配位铝物质[Al(OH)₃(H₂O)],分别在²⁷Al谱δ45和¹H谱δ3.0处出现共振信号,这种铝物质不同于扭曲四配位铝,在高温下进一步水合生成Al(OH)₃(H₂O)₂和Al(OH)₃(H₂O)₃,即非骨架五配位和六配位铝物质.¹H-²⁹SiCP和¹H谱证实,水蒸气脱铝使丝光沸石产生了大量的硅羟基和铝羟基.     

NH4F改性Mo/HZSM-5催化剂上的甲烷无氧芳构化反应:预处理温度影响的进一步研究

 进一步研究了HZSM-5分子筛的NH4F预处理温度对制得的Mo/HZSM-5催化剂的影响. X射线衍射和魔角旋转固体核磁共振(27Al MAS NMR)的表征结果表明, NH4F预处理后的HZSM-5分子筛上发生了部分脱铝,在 27Al MAS NMR谱中δ=-12.7 处出现了宽化峰,可归属为AlO6-xFx的特征峰. Mo/HZSM-5样品的NH3程序升温脱附与 27Al MAS NMR结果均表明, MoO3与经NH4F预处理的HZSM-5的相互作用增强,而且该作用随NH4F预处理温度的升高而加大. 经NH4F预处理的Mo/HZSM-5催化剂显示出良好的抗积碳性能,这不仅与载体B酸量的减少有关,而且与催化剂上MoCx/MoCxOy与载体B酸量的匹配有关.     

焙烧对HZSM－5分子筛结构的影响

运用魔角自转固态核磁共振谱（ＭＡＳ－ＮＭＲ），研究了焙烧对ＨＺＳＭ－５分子筛结构的影响．结果表明，高温焙烧将引起ＨＺＳＭ－５分子筛骨架的脱铝，当焙烧温度从５００℃增加到７００℃时，ＨＺＳＭ－５的骨架Ｓｉ／Ａｌ比由１６．７增加至２２．７；而当焙烧温度由７００℃到８００℃时，骨架Ｓｉ／Ａｌ比则由２２．７增加到了４８．５．２７Ａｌ－ＭＡＳＮＭＲ结果表明，从骨架上脱下来的铝，部分地形成了ＮＭＲ不可见的无定形态．随着焙烧温度的升高，ＮＭＲ不可见铝增多     

焙烧对HZSM—5分子筛结构的影响

运用魔角自转固态核磁共振谱（ＭＡＳ－ＮＭＲ），研究了焙烧对ＨＺＳＭ－５分子筛结构的影响，结果表明，高温焙烧将引起ＨＺＳＭ－５分子筛骨架的脱铝，当焙烧温度从５００℃增加到７００℃时，ＨＺＳＭ－５的骨架Ｓｉ／Ａｌ比由１６．７增加至２２．７；而当焙烧温度由７００℃到８００℃时，骨架Ｓｉ／Ａｌ比则由２２．７增加到４８．５，Ａｌ－ＭＡＳＮＭＲ结果表明，从骨架上脱下来铝，部分地形成了ＮＭＲ不可见的无定形态，随     

柠檬酸溶液中NaY分子筛的脱铝行为

硅铝分子筛有机酸配合脱铝是提高其稳定性、引入介孔的一种重要方法.采用X射线衍射、N₂物理吸附、高分辨透射电镜、傅里叶变换红外光谱、²⁷Al和²⁹Si固体魔角自旋核磁共振光谱等方法研究了NaY分子筛柠檬酸脱铝行为.结果表明,柠檬酸浓度对NaY分子筛骨架Al原子的脱出影响尤为显著.反应起始阶段,分子筛骨架铝原子快速脱出,其晶体结构遭到严重破坏.随着反应的进行,分子筛硅铝比和结晶度皆有所增加,表明其骨架结构可能进行了重新排列.75℃下,0.10 mol/L柠檬酸处理2 h的脱铝分子筛样品,与NaY分子筛样品相比,其骨架硅铝比增加了0.6、外表面增加了17 m²·g^-1,脱铝同时产生了大量无定形硅.     

AlMCM-41介孔分子筛的合成及表征

以拟薄水铝石为铝源、水玻璃为硅源、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,在110℃时水热晶化合成了含Al的MCM-41介孔分子筛.采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、固体29Si、27Al魔角旋转核磁共振技术(MASNMR)、扫描电镜(SEM)及吡啶吸附傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术对AlMCM-41分子筛进行了表征.结果表明:AlMCM-41分子筛具有六方排列的孔道结构,同时具有很高的相对结晶度、比表面积和孔容,且孔分布单一;AlMCM-41分子筛中Si原子在骨架内键合的程度更高,使AlMCM-41分子筛具有更好的骨架晶化程度;同时具有四配位骨架铝,使AlMCM-41介孔分子筛具有适当的酸性.     

Methane dehydrogenation and aromatization in the absence of oxygen on Mo/HZSM-5: A study on the interaction between Mo species and HZSM-5 by using Al and Si MAS NMR

By using a high-resolution solid state nuclear magnetic resonance spectrometer with ²⁷Al and ²⁹Si probes, the interaction between Mo species and HZSM-5 of frsol|Mo/HZSM-5 catalysts has been studied. The results show that there is a strong interaction between Mo species and HZSM-5 zeolite. The framework aluminum in the zeolite can be easily extracted by the introduction of Mo species. The extractability of framework aluminum by Mo species increases with increasing Mo loading and the calcination temperature. The extraction process leads to the formation of non-framework Al at first and then a new crystalline phase of Al₂(MoO₄)₃. The dealumination of the catalyst having a Mo loading of 15% and had been calcined at 973 K is so severe that all the aluminum in the framework are extracted and no framework Al could be detected by ²⁷Al MAS NMR. The catalyst, therefore, lost its catalytic activity for methane dehydrogenation and aromatization in the absence of oxygen. The Si/Al ratio measured from ²⁹Si MAS NMR further confirms the dealumination process observed by ²⁷Al MAS NMR. The MAS NMR results give us an evidence that Al₂(MoO₄)₃ crystallites are much less active for the reaction.     

沸石骨架脱羟与脱铝数量之间关系的NMR研究

本文讨论了用小板例角脉冲技术测试具有半整数自旋四极核＾２７Ａｌ和ＮＭＲ谱。通过ＮａＣｌ反交换测量不同温度焙烧的ＨＺＳＭ－５，ＨＭ，ＨＦＵ－９和Ｈ－镁碱沸石Ｂ酸位的变化以及用ＥＰＲ测试Ｌ酸位变化，发现在５００～７００℃温域四种沸石各自有一个脱羟的空变温区。用小板倒角脉冲＾２７ＡｌＮＭＲ技术观察到这些样品仅有少量非骨架铝，从而确定了四种分子筛脱羟与脱铝是不同步的。     

High-pressure delta-Al(OH)3 and delta-AlOOH phases and isostructural hydroxides/oxyhydroxides: new structural insights from high-resolution 1H and 27Al NMR

In order to shed light on the proton distributions and order/disorder in high-pressure delta-Al(OH)3 and delta-AlOOH phases, two-dimensional, high-resolution 1H CRAMPS (FSLG)-MAS NMR and 27Al 3QMAS NMR spectra have been obtained. For delta-Al(OH)3, the 1H CRAMPS-MAS NMR revealed two peaks with an intensity ratio close to 2:1. The 27Al MAS and 3QMAS NMR suggest a single Al site with a well-defined local structure. For delta-AlOOH, the 1H and 27Al NMR indicate the presence of a single H and Al site each. These results are consistent with crystal structures refined from X-ray diffraction. For comparison, 1H MAS and CRAMPS-MAS NMR spectra were also obtained for several other hydroxides/oxyhydroxides, including In(OH)3 and InOOH that have similar structures to delta-Al(OH)3 and delta-AlOOH, respectively. These data not only provide additional insights into the proton distributions in these important crystal structure classes but also together provide a better defined quantitative correlation between 1H chemical shift and hydrogen-bonding O...O distance.     

水热处理对纳米HZSM-5分子筛酸性及催化甲醇制丙烯反应性能的影响

对纳米HZSM-5分子筛进行水热处理,利用N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、铝固体核磁共振(27AlMASNMR)、氨-程序升温脱附(NH3-TPD)和吡啶吸附傅立叶变换红外(FT-IR)光谱等技术对改性前后样品的结构和酸性进行了详细表征,并在常压、500℃和甲醇质量空速(WHSV)为1.0h-1的反应条件下,在连续流动微型固定床反应器上考察了其催化甲醇转化制丙烯反应的性能.结果表明,适度的水热处理使纳米HZSM-5分子筛骨架脱铝并经柠檬酸洗涤而除去,酸量减少,酸强度降低,孔容和孔径增大,从而使丙烯的选择性和维持甲醇完全转化的反应时间(即催化剂寿命)分别由改性前的30.1%和75h显著提高至38.9%和160h.但过高温度的水热处理使纳米HZSM-5分子筛的酸性明显减弱,强酸中心几乎完全消失,故使丙烯的选择性和催化剂的稳定性反而大大降低.     

Acidity adjustment of HZSM-5 zeolites by dealumination and realumination with steaming and citric acid treatments

This article describes a novel method for acidity adjustment of HZSM-5 zeolites with steaming and citric acid treatments and demonstrates the realumination effect of citric acid on HZSM-5 zeolites dealuminated by steaming. A series of modified HZSM-5 zeolites were prepared by streaming and/or acid treatments and characterized by means of X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence spectroscopy (XRF), (27)Al MAS NMR spectroscopy, hydroxyl infrared spectroscopy (OH-IR), pyridine-adsorbed infrared spectroscopy, and N(2) adsorption in the present investigation. The results showed that compared with single HCl or citric acid treatment, steaming treatment, and steaming/HCl treatments, citric acid treatment after steaming exclusively increased the amount of framework Al due to reinsertion of extraframework Al into the defective sites of the steamed HZSM-5 framework. This realumination effect of the citric acid treatment on the steamed HZSM-5 zeolite, which is reported here for the first time to the best of our knowledge, could nearly recover the pore structure of the steamed zeolite to that of the parent HZSM-5 zeolite and appropriately tailor the amount and strength of different acid sites, which sheds light on optimizing the physicochemical properties of HZSM-5 zeolites. It was also found that the steaming treatment prior to the citric acid treatment was the precondition of the realumination of HZSM-5 zeolites, suggesting that the lattice defect sites generated during steaming were necessary for citric acid to work.     

Infrared and MAS NMR Spectroscopic Studies of Al18B4O33

IntroductionAllsB.O,, is a refractory compound with the melting point of 1 713 K. It has a low density of 2. 94 g/cm' and tends to form a needle--shaped crystal. These characteristics lead to itspotential application in reinforced plastics or metal alloys['j. The investigationL'] in the crystalstructure Of Al,SB,O,, by X-ray study has reve.aled that the material has a 10Al,O,. BZO3type structure. This structure contains AIO.--tetrahedra, AIO,-octahedra, five-oxygen-coordinated Al ato…     

直接法合成ZSM—5型分子筛的物理化学表征

用高分辨~(29)Si、~(27)Al和~(23)Na NMR对直接法合成的不同硅铝比ZSM-5型分子筛局域结构作了表征,用~(29)Si和~(27)Al魔角旋转核磁共振研究了经不同温度水蒸气处理ZSM-5型分子筛的骨架脱铝,对不同条件下ZSM-5型分子筛中发生的正交-单斜晶型变化进行了系统的X射线衍射实验研究。     

氧化镁改性对纳米HZSM-5分子筛催化甲醇制丙烯的影响

采用浸渍法制备了一系列不同Mg含量(0-8%,w)的改性纳米HZSM-5分子筛.利用X射线衍射(XRD)、铝固体魔角旋转核磁共振(27AlMASNMR)、N2吸附/脱附、氨-程序升温脱附(NH3-TPD)和吡啶吸附傅里叶变换红外(FT-IR)光谱等技术对改性前后样品的结构和酸性进行了详细表征;并在常压、500℃和甲醇空速(WHSV)为1.0h-1的反应条件下,在连续流动固定床反应器上考察了其对甲醇制丙烯反应的催化性能.结果表明,随着Mg含量的增加,丙烯和丁烯的选择性逐渐增大,而甲烷、乙烯和芳烃的选择性逐渐降低.催化剂的稳定性先随Mg含量的增加而增加,当Mg含量为2%时达到最大,之后又随Mg含量的增加而降低.MgO改性对纳米HZSM-5分子筛催化性能的影响主要是由其酸性和织构性能的改变而引起的.     

27Al和29Si MAS-NMR对Mo/HZSM-5催化剂的研究

使用＾２９Ａｌ固体离分辨核磁技术对甲烷无氧芳构化催化剂Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５分子筛进行了研究，发现ＨＺＳＭ－５分子筛本体中仅含有少量非骨架Ａｌ，Ｍｏ物种与分子筛骨架Ａｌ的相互作用随Ｍｏ担载量以及焙烧的温度的升高而增加，在高温焙烧下，Ｍｏ物种会使分子筛骨架严重脱铝，并且生成Ａｌ２（ＭｏＯ４）３新相，最终导致分子筛骨架塌陷，催化性能下降。