Hβ沸石表面酸性质的研究

 采用四乙基氢氧化铵为模板剂,分别以铝酸钠和拟薄水铝石为铝源合成了β沸石,经硝酸铵溶液离子交换、柠檬酸处理及高温焙烧后制得Hβ沸石.采用NH3-TPD, 吡啶吸附态IR, 29Si NMR及27Al NMR技术研究了Hβ沸石的酸性位及脱铝与补铝过程. 结果表明,经柠檬酸处理后Hβ沸石酸强度减弱,总酸量增加,弱酸量增加的幅度大于强酸量增加的幅度,B酸量增加,L酸变化不明显. 柠檬酸处理具有脱铝与补铝的双重功能,脱铝可能主要发生在Si(2Al)位,补铝可能主要发生在Si(0Al)D位. Hβ沸石的酸性及酸度与β沸石的合成条件、离子交换条件及酸处理条件密切相关,在一定的Si/Al比(10~15)范围内, Hβ沸石的酸度决定于骨架硅的铝配位数及其分布.     

不同铝源合成的β沸石结构表征与热分解行为的研究

考察了以固体硅胶为硅源、 NaAlO2及α Al2O3· H2O两种铝源、以及不同晶化混合液的 SiO2/Al2O3比（ 15～ 50）对β沸石合成的影响。通过 XRD、 DSC/TGA、 29Si NMR及 ICP研究表明,以 NaAlO2为铝源合成的β沸石更易形成 Si(0Al)、 Si(1Al)、 Si(O－ )配位,且化学 SiO2/Al2O3比与晶化混合液 SiO2/Al2O3比基本一致,以α Al2O3· H2O为铝源合成的β沸石更易形成 Si(0Al)、 Si(O－ )、 Si(2Al)配位,且化学 SiO2/Al2O3比低于晶化混合液的 SiO2/Al2O3比; TGA失重量随β沸石 SiO2/Al2O3比增加而增加, DSC吸热量随β沸石 SiO2/Al2O3增加而减少。     

NaAlO2改性AlMCM-41：铝分布、酸量及催化性能的有效调控

以NaAlO2为改性剂是调控沸石骨架铝原子数量较常用且有效的方法.如杨春等[1]报道了用NaAlO2溶液对脱铝β沸石进行补铝,并通过XRD、吡啶吸附态红外光谱表征了铝化样品的特性;再者,谢在库[2]等以NaAlO2溶液对β沸石进行了改性,研究了β沸石酸性位及β沸石的补铝过程,并比较了铝化前后β沸石的催化活性.目前为止,虽以NaAlO2为改性剂铝化纯硅介孔材料的工作也有报道[3],但铝化步骤通常在低温(＜60℃)下进行,且对AlMCM-41的改性尚未涉及.     

Y型沸石的铝化及其性能研究

用(NH_4)_3AlF_6溶液对Y型沸石进行铝化,得到了不同硅铝比的铝化Y型沸石。XRD实验表明Al原子进入Y型沸石骨架,晶胞常数α_0增大,而且晶胞常数α_0的增大与铝化程度有一定的关系。铝化Y型沸石的吸附量略有降低。IR研究表明,骨架振动,表面羟基谱峰变化不明显。在铝化Y型沸石上存在B酸和L酸,其主要是B酸中心。     

无粘结剂ZSM-5沸石催化剂骨架脱铝改性的研究

对比了无粘结剂和有粘结剂ZSM-5沸石催化剂的吸附性质, 证实前者的优良品质. 以27Al固体核磁共振(MAS NMR)考察了盐酸处理、水蒸气处理及水蒸气-盐酸相结合处理后无粘结剂ZSM-5沸石催化剂的骨架脱铝行为以及非骨架铝的状态. 以X射线粉末衍射(XRD), X射线荧光光谱(XRF), 低温氮吸附, NH3-TPD和吡啶吸附原位红外光谱(in situ IR)等详细表征了骨架脱铝对其晶体、元素组成及孔结构、表面强(S)酸与弱(L)酸、Brönsted(B)酸与Lewis(L)酸酸量分布等影响. 揭示了水蒸气处理的深度骨架脱铝强烈地调变沸石的结构和表面酸性的本质, 证明了该处理方式对调变S酸和B酸起主导作用.     

不同脱铝深度稀土超稳Y沸石的酸性质

用FT-IR和NH_2-TPD研究了稀土含量相同时脱铝程度不同的四种REUSY沸石的酸性质. 并对复杂羟基谱的归属进行了讨论. 同时将酸性质与骨架的Si、Al分布, 非骨架组份以及二次孔相关联, 提出浅、中度脱铝时主要脱除与超笼中HFOH相关联的Si(3Al)和Si(2Al)单元中的Al, 深度脱铝时则脱除与六方柱笼和方钠石笼中LFOH 羟基相关联的Si(1AI)中的铝和少量Si(2Al)中的铝. 另外发现, 非骨架组份使一部分HFOH羟基不能被吡啶分子接近. 而二次孔的形成使一部份LFOH 能被吡啶分子接近. 随着脱铝深度的加深, 总酸、B酸、L 酸量都减少. 但强酸和B酸的强度均相应增加.     

铝盐配位分离氟碳铈矿酸浸液中氟和铈

氟碳铈矿是最主要的稀土来源,而氟是制约稀土清洁化分离的瓶颈,因此在提取稀土前进行氟的分离是一种解决方案。利用氟铝间很强的配位性质,加入铝盐而发生竞争配位反应,使[CeF2]2+变为游离Ce4+后向萃取相转移,实现氟-铈分离。实验结果表明:[H+]≤1.0mol.L-1,以Al2(SO4)3或NaAlO2为氟络合剂,根据酸浸中F-含量,向浸出液中加入n(F)/n(Al)=1的Al2(SO4)3或n(F)/n(Al)=1.5的NaAlO2时,氟-铈分离效果最好。     

纳米富铝β沸石的合成与表征

以低硅铝比焙烧后的硅铝胶固体为初始原料,在含F-近中性与低含水量体系下晶化合成出相对高结晶度的纳米富铝β沸石。实验考察了合成条件、硅铝胶焙烧对晶化产物的影响和晶化过程中Al配位状况变化,并采用XRD、XRF、SEM/TEM2、7AlMAS NMR物化方法对晶化产物进行表征。结果表明,含F-离子、H2O/SiO2摩尔比为2.4～6.0以及高温焙烧硅铝胶有利于合成高结晶度的纳米富铝β沸石;硅铝胶固体焙烧后能产生易于转化为β沸石晶核的Al四配位结构,而部分六配位Al在晶化过程中缓慢溶入β沸石晶核中而最终生成纳米富铝β沸石。     

八面沸石用(NH_4)_2SiF_6脱铝补硅的研究 Ⅲ.脱铝补硅沸石的性能

沸石的热稳定性、酸性和催化性能与沸石的Si/Al比有很大的关系.用(NH_4)_2SiF_6对Y型沸石进行脱铝补硅,能改变沸石的Si/Al比,并且脱铝沸石中非骨架铝少,结晶度好,很适合用于研究其物化性质与催化性能随Si/Al比的变化. 样品的制备及结构参数测试参阅文献〔1〕.沸石的组分分析采用湿法化学分析法。晶格破坏温度由DTA法测定.将厚度为10mg/cm~2的片状沸石,于1.33×10~(-2)～     

β沸石中铝的状态及归属

用FTIR方法对β沸石中铝的状态进行了研究．结果表明，在脱除模板剂的β沸石中存在着三种状态的铝，即骨架铝、非骨架铝和过度态铝．铝的存在状态与平衡阳离子的性质密切相关，当平衡阳离子为高电子亲和性的H 时，β沸石的骨架发生扭曲而具有较大的张力，使得Al-O键断裂，铝经过渡态移出骨架，成为非骨架铝．当H 被Na 等离子取代后，骨架形变得以缓解，过渡态铝重又恢复骨架四面体配位，而阳离子态的非骨架铝物种则被交换进入溶液．     

改性对β沸石表面酸性及丙烯水合醚化反应性能的影响

采用浸渍法和离子交换法，制备出一系列改性β沸石催化剂，考察了改性剂对β沸石表面酸性及丙烯水合醚化反应性能的影响。结果表明：硼、锌、铝改性可以提高β沸石的L酸中心，磷、镧、铈改性后β沸石的B酸中心增加。催化剂的B酸和L酸中心与丙烯转化率和异丙醚选择性之间存在着一定的对应关系：B酸量增加有利于提高丙烯转化率，L酸量增加有利于提高异丙醚的选择性。合适的B／L酸比例是催化剂同时具有高活性和高异丙醚选择性的关键。     

改善β沸石水热稳定性的研究

 考察了不同浓度的盐酸、柠檬酸、酒石酸、草酸和磺基水杨酸溶\r\n液对Hβ沸石的脱铝效果．结果表明，酸处理可以明显提高β沸石的硅\r\n铝比，但沸石的相对结晶度显著降低．然而，低浓度柠檬酸溶液处理不\r\n仅可以提高β沸石的硅铝比，而且可以提高沸石的相对结晶度及水热稳\r\n定性．在引入外来硅源的情况下，考察了低浓度柠檬酸溶液对β沸石的\r\n脱铝补硅作用，提出了一种既可有效提高β沸石硅铝比，又可使β沸石\r\n具有较高结晶保留度的脱铝补硅方法．采用该方法改性的催化剂，对丙\r\n烯水合醚化反应连续运转720h，丙烯转化率由56．6％仅降为52％，表\r\n明催化剂稳定性得到明显改善．     

HZSM—5沸石组成及其对甲苯乙基化选择性的影响

ZSM－5是一种铝含量较低（其（Si/Ai原子比变化可连续达几个数量级）的结晶硅酸铝，对许多酸催化反应有着良好的选择性。沸石Si/Al比的必然影响它的酸性质。Auroux和Kotasthane等研究HZSM－5沸石表面酸性时指出，强酸中心数与沸石铝含量有着密切的关系，酸强度分布也与铝含量有关，即随Si/Al比增加，最高酸强度中心数减少。另外，由晶胞参数测定表明，ZSM－5沸石孔径随Si/Al比增加呈逐渐缩小的趋势。由扫描电镜对沸石晶粒形貌和大小的测定示出，随Si/Al比增加，晶粒逐渐增大。鉴此，用不同整体Si/Al比和表层Si/Al比的HZSM－5沸石对甲苯乙基化反应的选择性进行了研究，结果表明：沸石表面酸性的调度以及孔径缩小和晶粒增大都能提高p-选择性，但表面最高酸强度的降 低比孔径缩小和晶粒增大更为重要。     

沸石分子筛的骨架同晶置换(Ⅰ)——NH4BF4溶液中沸石分子筛的脱铝补硅

通过NH₄BF₄溶液对沸石分子筛进行脱铝补硅,对所得产物已用多种技术表征。结果表明,在此处理过程中,产物的硅铝比随溶液中NH₄BF₄浓度的增加而增加,热稳定性随之增强,酸量随之减弱,未发现硼对骨架元素的同晶置换,而发生了脱铝补硅作用。     

脱铝方法对富硅丝光沸石性质的影响

本文用酸浸取, 水蒸汽处理加酸浸取和(NH_4)_2SiF_6类质同晶取代三种不同方法制备了Si/Al比为6—15左右的富硅丝光沸石样品, 并且用多种实验手段测定了它们的相对结晶度, 羟基空穴摩尔分数, 晶胞参数, 红外反对称伸缩振动频率, 热稳定性和水热稳定性, 表面酸性和催化活性。实验结果表明脱铝方法对富硅丝光沸石的性质有很大的影响, 不同的脱铝方法得到的沸石样品在许多方面有显著的差别。文中对此进行了详细的描述, 并对产生这些差别的结构因素讲行了讨论。     

ZSM-5沸石骨架铝迁移规律的研究 Ⅲ.ZSM-5沸石骨架铝迁移的可逆性

考察了水热条件下HZSM-5沸石骨架铝的迁出,气-固或液-固反应条件下外界铝进入骨架的影响因素及表面性质的变化。发现在相同的条件下,随ZSM-5沸石硅铝比的增加,铝迁入骨架的比率增大;经水热处理后较相同数量级硅铝比的未经处理的沸石的铝迁入骨架速率快,结合骨架铝迁移的机理对此现象进行了讨论。在400℃气-固反应时,进入沸石骨架的铝量达400—600℃总量的75—80％,和在400℃水热处理时骨架铝的迁脱量相当(80％),这部分铝主要对应于强酸中心位,说明沸石骨架中对应于酸中心较强而稳定性较弱的铝易迁出也易迁入,表明酸性中心是可逆的。     

改性Y沸石上苯与二异丙苯烷基转移反应活性及结炭失活的研究Ⅰ.沸石的钠含量和硅铝比对表面酸性的影响

用调节交换液ｐＨ值、高温水蒸气处理和不同浓度磷酸溶液等三种不同的改性方法对国产Ｙ型沸石进行了改性处理，运用ＴＰＤ、红外光谱、ＸＲＤ、原子吸收光谱测试了催化剂的物理性质，考察了不同改性方法对催化剂中的钠含量及骨架硅铝比的影响，以及由此造成对催化剂表面酸性质的影响。实验结果表明，这三种改性方法均能将沸石中深层次的钠交换下来。钠的减少主要产生的是Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸中心，而当Ｎａ２Ｏ含量低于０．２‰时，产生的又主要是强Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸中心。其中，高温水蒸气处理不仅影响钠的含量，而且影响硅铝比。催化剂酸性质是钠含量和硅铝比两个相反因素结合作用的结果。此外，实验结果还发现高温水蒸气处理一方面影响Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸量，一方面又能降低Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸强度。而磷酸改性只能同时改变各种强度的Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸量，对酸强度则没有影响。     

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.     

柠檬酸铝溶液中铝的形态研究

采用27Al NMR法、渗析法与原子吸收分光光度法,研究了柠檬酸铝(AlCit)溶液中铝的形态及pH值的影响.结果表明,在AlCit溶液中存在两种形态的Al,一种是分子态AlCit,另一种是胶态Al, pH值增加时,分子态AlCit的量减少而胶态Al的量增加.     

脱铝丝光沸石的酸性及其催化性能研究

用高温水蒸汽处理及酸洗的两步法,制备了硅铝比为15.8—186的脱铝丝光沸石(DHM)由NH_3的TPD和吸附吡啶红外光谱研究了各种DHM的酸中心数、酸强度以及B和L酸中心随丝光沸石脱铝的变化规律。用脉冲微反技术研究了芳烃在DHM上的反应活性和选择性,并将酸性与催化性能同沸石的微观结构进行了关联,发现随着脱铝,酸性逐渐变弱,与骨架铝T(1)关联的酸中心强度最强,与T(2)关联的其次,与T(4)关联的较弱,与T(2)和T(4)相关的酸中心分别是甲苯歧化和二甲苯异构化的活性中心,某些芳烃反应所需的酸强度顺序为甲苯脱烷基>甲苯歧化>二甲苯歧化>二甲苯异构化。