多级孔MFI分子筛合成及催化性能研究

采用水热合成法,以四丙基氢氧化铵为微孔模板剂、十六烷基三甲基溴化铵为介孔结构导向剂合成了多级孔ZSM-5分子筛,又进一步对合成出的ZSM-5分子筛进行后处理改性。结果表明,经过后处理的多级孔ZSM-5分子筛使芳烃收率进一步提高,其中负载Zn的多级孔ZSM-5分子筛的催化性能最好。     

多级孔MFI分子筛合成及催化性能研究

采用水热合成法,以四丙基氢氧化铵为微孔模板剂、十六烷基三甲基溴化铵为介孔结构导向剂合成了多级孔ZSM-5分子筛,又进一步对合成出的ZSM-5分子筛进行后处理改性。结果表明,经过后处理的多级孔ZSM-5分子筛使芳烃收率进一步提高,其中负载Zn的多级孔ZSM-5分子筛的催化性能最好。     

多级孔道ZSM-5分子筛的合成及其催化应用

多级孔道ZSM-5分子筛具有微孔沸石分子筛良好的择形催化性能和介孔材料优异的传质扩散性能,在催化领域显示出良好的应用前景。本文综述了近年来多级孔道ZSM-5分子筛的研究进展,重点介绍了多级孔道ZSM-5分子筛的不同合成方法,包括后处理法、硬模板法和软模板法等,同时介绍了不同方法得到的多级孔道ZSM-5分子筛在催化反应中的应用,分析表明多级孔道ZSM-5分子筛以其良好的扩散性能和适宜的酸性提高了反应转化率和目标产物选择性。最后对多级孔道ZSM-5分子筛的发展方向进行了展望,指出研发简单、经济和环保的新合成路线是多级孔道ZSM-5分子筛发展中的重大挑战,深入研究多级孔道分子筛中介孔的形成机理和开发具有多级孔道整体式催化剂以及负载型多级孔道ZSM-5分子筛是今后的研究重点。     

多级孔ZSM-5沸石分子筛制备方法研究进展

在微孔ZSM-5沸石分子筛中引入介孔结构制备多级孔ZSM-5沸石分子筛,可以很好的解决传统ZSM-5沸石分子筛在分子扩散方面受限和催化剂失活的问题。综述了几种多级孔ZSM-5沸石分子筛的制备方法,着重介绍后处理法、硬模板法以及软模板法,分析了不同制备方法的优缺点,简单介绍了其他制备方法。阐明了探索更加经济、环保、易操作的多级孔沸石分子筛制备方法仍然是科研工作者们努力的方向。     

多级孔ZSM-5分子筛的合成及其金属改性研究进展

多级孔ZSM-5分子筛具有微孔分子筛良好的酸催化性能和介孔材料优异的传质扩散性能,在催化领域有着广阔的应用前景。本文综述了多级孔ZSM-5分子筛的研究进展,主要介绍了合成方法,包括后处理法、硬模板法、软模板法和无模板法,同时介绍了多级孔ZSM-5分子筛的金属改性方法,包括浸渍法、离子交换法和原位改性法。金属改性后的多级孔ZSM-5分子筛不仅可以有效减少传质阻力,而且具有独特的金属催化活性,受到了研究者的广泛关注。     

多级孔ZSM-5沸石分子筛的制备研究进展

多级孔ZSM-5沸石分子筛不仅具有良好的催化择形性能,同时对大分子反应具有较好的扩散性能,因此多级孔ZSM-5沸石分子筛的合成受到人们的广泛关注。综述了近年来合成多级孔ZSM-5沸石分子筛的各种方法,重点从后处理法、模板剂法、介孔孔壁晶化法和前驱物自组装等方法出发,详细介绍了多级孔ZSM-5沸石分子筛的合成进展。通过对比不同的制备方法,分析了各种方法及合成材料的优势以及目前所存在的主要问题,以期找到一种制备多级孔ZSM-5沸石分子筛的较优的方法应用到实际的石油催化领域。     

干胶法合成多级孔ZSM-5分子筛及其正辛烷催化裂解反应性能

采用干胶转化法制备多级孔ZSM-5分子筛,利用XRD、N_2吸附-脱附、SEM、TEM和NH_3-TPD等考察添加三嵌段共聚物(P123)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等不同软模板剂合成分子筛样品的物化性质。结果表明,利用P123软模板剂合成的多级孔ZSM-5分子筛具有介孔(2.5 nm)-介孔(9.5 nm)-微孔复合的梯级孔结构,且分子筛酸强度有所增强。多级孔ZSM-5分子筛应用于正辛烷催化裂解反应中,具有较高的催化活性和低碳烯烃收率,其优异的催化性能可能归结于强酸性质和优异扩散传质能力之间的协同作用。     

沸石分子筛多级孔道的贯通性研究进展

多级孔分子筛因孔隙结构发达、优良的水热稳定性、孔体积和比表面积较高等优点,可有效缓解传统单级孔分子筛的大分子扩散受限问题,使分子筛的结构性能得到了极大的改善。综述了近年来国内外制备多级孔分子筛的研究进展,特别在多级孔分子筛制备工艺方面重点介绍了后处理法和原位合成法,其中后处理法包括脱铝法、脱硅法和脱铝脱硅联用法;原位合成法分为硬模板剂法和软模板剂法。从稳定性、操作性等方面讨论了各种制备方法的优势和存在的问题。基于孔径大小的差异,总结了三类具有多级孔道结构的沸石分子筛,即微孔-介孔、微孔-大孔和微孔-介孔-大孔沸石分子筛在制备工艺与催化剂应用等方面的研究现状,并展望了多级孔分子筛未来的发展方向。     

纳米晶ZSM-5分子筛的制备及噻吩烷基化性能

采用水热合成法制备了纳米晶堆积多级结构ZSM-5分子筛,与传统相比,所需能量少。并通过XRD、SEM、BET和NH3-TPD表征方法对所得样品进行表征,考察不同模板剂用量对纳米晶堆积多级结构ZSM-5分子筛物化性质的影响。结果表明,当模板剂用量为4 g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。     

原位合成球花形貌多级孔ZSM-5及其催化甲醇制丙烯性能

为研究ZSM-5分子筛材料在甲醇制烯烃(MTP)反应中的选择性问题,通过表面硅钝化的后处理修饰和合成方法控制等多种手段,分别得到核壳结构、高模板剂有序多级孔及球花形貌的ZSM-5样品.结果 表明:样品的硅铝比相近,且都具有较高的结晶度,相比常规ZSM-5分子筛,在MTP反应中均能不同程度地提升产物烯烃的选择性.其中,通...     

双功能模板法合成多级孔沸石分子筛的研究进展

简要介绍了广泛应用于石油化工和工业催化中的沸石分子筛的特点以及多级孔沸石分子筛的基本合成策略,包括“自上而下”和“自下而上”两类合成策略;重点介绍了近年来发展出来的新型双功能模板法合成策略,包括如何利用季铵基团表面活性剂双功能模板,特别是利用聚合物双功能模板来直接合成不同拓扑结构的多级孔沸石分子筛的最新研究进展,以及两类双功能模板合成多级孔沸石的特点和优点。最后,对多级孔沸石分子筛在合成条件优化、模板剂选择、合成机理探究等方面所面临的挑战和在工业催化实际条件下的稳定性应用前景进行了展望。     

Advances Towards Synthetic Machines at the Molecular and Nanoscale Level

The fabrication of increasingly smaller machines to the nanometer scale can be achieved by either a “top-down” or “bottom-up” approach. While the former is reaching its limits of resolution, the latter is showing promise for the assembly of molecular components, in a comparable approach to natural systems, to produce functioning ensembles in a controlled and predetermined manner. In this review we focus on recent progress in molecular systems that act as molecular machine prototypes such as switches, motors, vehicles and logic operators.     

High-temperature adsorption of n-alkanes on ZSM-5 zeolites: influence of the Si/Al ratio and the synthesis method on the low-coverage adsorption properties

The influence of the composition and synthesis method on the low-coverage adsorption properties of C₅–C₉ n-alkanes on ZSM-5 zeolites was studied using the pulse chromatographic technique at temperatures between 200 and 400 °C. Experiments were performed with materials having Si/Al ratios between 12 and 400, synthesized with and without an organic template. For all ZSM-5 samples, the Henry adsorption constants increase exponentially with the carbon number, while zero-coverage adsorption enthalpies increase in a linear way. With decreasing Al content, the Henry constants and adsorption enthalpies decrease. An increase in adsorption enthalpy of 10.1 kJ/mol per added –CH₂– group is observed for an Si/Al ratio of 400, while an increase of 12.1 kJ/mol is found for an Si/Al ratio of 15. The contribution to the adsorption entropy per carbon atom depends on the ZSM-5 composition and varies between 11.2 and 14.4 J/(mol K). A significant effect of the synthesis method on the Henry constants, adsorption enthalpies and entropies is observed. All ZSM-5 samples synthesized using organic templates show the same unique relationship between adsorption enthalpy and entropy, different from that of zeolites synthesized without organic template.     

硅藻土为原料原位晶化合成ZSM-5分子筛

以硅藻土为原料,采用原位晶化方法合成ZSM-5分子筛,考察了晶化时间、水硅比、模板剂用量等因素对合成分子筛的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG)手段对所合成的样品进行了表征。得出了最适宜的合成条件:晶化温度170℃,晶化时间为72 h,水硅比为n(H_2O):n(SiO_2)=45~96,模板剂用量为n(模板剂):n(Al_2O_3)=12~20。该法合成的ZSM-5分子筛具有较高的相对结晶度,具有较小的粒径且分布均一,粒径为400~500 nm。     

采用不同模板剂控制合成较大晶粒的ZSM-5分子筛

采用不同模板剂以及模板剂组合比较,研究了合成较大晶粒ZSM-5分子筛的过程。通过XRD表征产物的晶相结构,采用SEM观察了产物分子筛的晶粒大小。在分析不同模板剂的模板效应以及合成较大晶粒分子筛影响因素的基础上,提出了能够控制合成中等粒度ZSM-5分子筛的合成方法。结果表明,采用模板剂的不同组合可以控制合成出晶粒粒径在10 μm左右的均匀的较大晶粒分子筛。     

以纯天然矿物为硅铝原料水热合成ZSM-5分子筛

以纯化硅藻土和热活化高岭土为硅铝原料,在水热条件下一步合成纯相ZSM-5分子筛。考察分子筛合成参数对产物的影响,得到合成ZSM-5分子筛的适宜条件:硅藻土与高岭土质量比32∶1,晶化温度170℃,晶化时间48 h,合成体系pH=13. 0。采用XRD、SEM及N2吸附-脱附等对样品进行表征。结果表明,最适宜条件下合成的ZSM-5分子筛晶型完整,具有与工业ZSM-5分子筛相似的六棱柱形貌以及相近的总比表面积和总孔容。     

Investigation on the morphology of hierarchical mesoporous ZSM-5 zeolite prepared by the CO2-in-water microemulsion method

A series of hierarchical mesoporous ZSM-5 zeolites with different morphology were successfully synthesized by the CO₂-in-water microemulsion method, and mesoporosity was formed without organotemplate. The different synthesis conditions, including silica alumina molar ratio, stirring time and compressed CO₂ pressure, were systematically investigated to discuss the influence of these conditions on the morphology of ZSM-5 zeolite. The resulting samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), inductively coupled plasma (ICP) and nitrogen adsorption-desorption measurement. XRD results indicated that compressed CO₂ route for the synthesis of MFI zeolites had a fast crystallization rate and good crystallinity. SEM images showed that the ZSM-5 hierarchical mesoporous ZSM-5 zeolite had a uniform chain-like crystal morphology, whereas silicalite-1 displayed a monodisperse crystal morphology. In addition, the nitrogen adsorption-desorption measurement provided sufficient evidence for the presence of hierarchical mesopores in ZSM-5 zeolite.     

The effect of hierarchical single-crystal ZSM-5 zeolites with different Si/Al ratios on its pore structure and catalytic performance

Hierarchical single-crystal ZSM-5 zeolites with different Si/Al ratios(Hier-ZSM-5-x,where x=50,100,150 and 200)were synthesized using an ordered mesoporous carbon-silica composite as hard template.Hier-ZSM-5-x exhibits improved mass transport properties,excellent mechanical and hydrothermal stability,and higher catalytic activity than commercial bulk zeolites in the benzyl alcohol self-etherification reaction.Results show that a decrease in the Si/Al ratio in hierarchical single-crystal ZSM-5 zeolites leads to a significant increase in the acidity and the density of micropores,which increases the final catalytic conversion.The effect of porous hierarchy on the diffusion of active sites and the final catalytic activity was also studied by comparing the catalytic conversion after selectively designed poisoned acid sites.These poisoned Hier-ZSM-5-x shows much higher catalytic conversion than the poisoned commercial ZSM-5 zeolite,which indicates that the numerous intracrystalline mesopores significantly reduce the diffusion path of the reactant,leading to the faster diffusion inside the zeolite to contact with the acid sites in the micropores predominating in ZSM-5 zeolites.This study can be extended to develop a series of hierarchical single-crystal zeolites with expected catalytic performance.