四乙烯溴化铵—氟化物复合模板剂合β沸石（Ⅱ）：β沸石 …

采用ＦＴ－ＩＲ、ＸＲＤ，ＳＥＭ，ＴＧ，ＩＣＰ－ＡＥＳ等技术研究了四乙经铵－氟化物复合模板剂体系合成β沸石的晶化过程。，发现本体系β沸石的合成遵循液相转变机理，在诱导期向生长期转变的转折点存在过渡态，氟离子对过渡态的形成和转变起重要作用。在诱导期初期固是富铝的，但晶生长期固相硅铝比基本不变，表明硅铝同步进入骨架。     

以四乙基溴化铵为模板剂气相传输法合成β沸石

以廉价的四乙基溴化铵为模板剂,采用原料直接混合气相传输法合成β沸石.利用X射线衍射、红外光谱和扫描电镜等手段对产物进行了表征,考察了合成条件对β沸石晶化的影响.结果表明,在硅铝比为15～200,钠硅比为0.35～0.55,模硅比大于0.12时都可以得到结晶度良好的β沸石.该方法合成β沸石需要较高的碱硅比,投料硅铝比范围宽,晶体生长速度快,423 K时10 h生长期已基本结束.过高的晶化温度和过长的晶化时间均易导致杂品生成.合成的β沸石形貌随晶化时间变化,由晶化初期的椭球形转变为晶化结束时的不规则多面体.     

碱源对低模硅比凝胶水热合成β沸石的影响

以四乙基氢氧化铵为模板剂,研究了低模硅比条件下β沸石的合成规律.发现晶种和模板剂之间存在明显的协同导向作用.但碱源对晶种和模板剂的导向作用以及β沸石产物有明显影响.以NaOH为碱源时,晶种的作用主要是缩短晶化诱导期,而模板剂的作用主要是提高晶体生长速率.以氨水为碱源时,晶种和模板剂对缩短诱导期和提高晶体生长速率都有贡献.总的来说,以NaOH为碱源时凝胶的晶化速率较快.但是β沸石产物的硅铝比很低,且晶粒度较大,团聚体比较紧密.相比之下,以氨水为碱源有利于提高β沸石的硅铝比.同时,所合成的β沸石晶粒度小,外表面积大,团聚体中介孔较多.     

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。     

完美骨架全硅β沸石性质研究Ⅰ.合成全硅β沸石与脱铝β沸石的性质比较

以四乙基氢氧化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,静置水热法合成全硅β沸石.用硝酸(13 mol/L)对硅铝比(Si/Al)为20的Na-β沸石回流脱铝.焙烧后的上述两样品经粉末X射线衍射、低温氮吸附、核磁共振、红外光谱、吸附等温线等表征,发现合成的全硅β沸石骨架与孔道结构完美并具有很高的表面疏水/亲有机物的吸附特性.     

在改性非水合成的丝光沸石上邻二甲苯异构化

1985年Bibby首次在非水体系中合成了纯硅方钠石,由此开创了一条合成分子筛的新途径。徐文旸等首次在Na_2O-SiO_2-Al_2O_3一有机胺非水体系中合成了丝光沸石(简称非水丝光沸石,用NAM表示)。晶化过程中液相无硅铝酸根离子,固相硅铝比始终保持不变,是典型的固相转化过程。利用非水体系这一特点,可以定向地合成出催化反应所需硅铝比的沸石。与水热体系相比,非水体系合成的丝光沸石在邻二甲苯异构化催化性能上要优于前者。     

无有机模板剂体系水热合成Beta沸石中晶种的导向机理(英文)

在无有机模板剂体系中研究了不同硅铝比和晶粒度Beta沸石晶种的结构导向行为,采用X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电镜、透射电镜、紫外-拉曼光谱、红外光谱和N2物理吸附等方法对不同晶化时间固相产物和Beta沸石产物进行了表征.结果表明,不同Beta沸石晶种,包括全硅晶种,均能够导向合成Beta沸石,而且晶种在晶化诱导期都发生溶解.但是,晶种的硅铝比、晶粒度、预处理(焙烧)以及晶种加入的时间对晶种的溶解行为、Beta沸石晶化过程和产物都有重要影响.形貌研究还发现,含铝晶种不仅溶解后的残体通过提供晶核聚集的"固载化"表面导向了新生Beta沸石小晶体的密集生长,而且溶解下来的结构片段也提供了分散的晶核导向形成相对分散的Beta沸石小晶体;全硅晶种则仅通过溶解下来的结构片段提供分散的晶核.在无模板体系中,使用适当高硅铝比、小晶粒和经过焙烧处理的Beta沸石作为晶种有利于合成得到高结晶度的Beta沸石纯相.     

无有机模板剂体系水热合成Beta沸石中晶种的导向机理(英文)

在无有机模板剂体系中研究了不同硅铝比和晶粒度Beta沸石晶种的结构导向行为,采用X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电镜、透射电镜、紫外-拉曼光谱、红外光谱和N2物理吸附等方法对不同晶化时间固相产物和Beta沸石产物进行了表征.结果表明,不同Beta沸石晶种,包括全硅晶种,均能够导向合成Beta沸石,而且晶种在晶化诱导期都发生溶解.但是,晶种的硅铝比、晶粒度、预处理(焙烧)以及晶种加入的时间对晶种的溶解行为、Beta沸石晶化过程和产物都有重要影响.形貌研究还发现,含铝晶种不仅溶解后的残体通过提供晶核聚集的"固载化"表面导向了新生Beta沸石小晶体的密集生长,而且溶解下来的结构片段也提供了分散的晶核导向形成相对分散的Beta沸石小晶体;全硅晶种则仅通过溶解下来的结构片段提供分散的晶核.在无模板体系中,使用适当高硅铝比、小晶粒和经过焙烧处理的Beta沸石作为晶种有利于合成得到高结晶度的Beta沸石纯相.     

四乙基溴化铵-氟化物复合模板剂合成β沸石Ⅰ. 合成热力学成相区

系统研究了四乙基溴化铵-氟化物复合模板剂体系中β沸石的生成相区. 结果发现,与经典体系相比,复合模板剂体系可扩大β沸石的生成相区,投料硅铝比从15～58扩大为10～200, 并使TEABr/SiO2的合成下限从0.29降低为0.10, 可大大减少有机胺的用量.     

四乙基溴化铵-氟化物复合模板剂合成β沸石 Ⅰ.合成热力学成相区

 系统研究了四乙基溴化铵-氟化物复合模板剂体系中β沸石的生成相区. 结果发现,与经典体系相比,复合模板剂体系可扩大β沸石的生成相区,投料硅铝比从15~58扩大为10~200, 并使TEABr/SiO2的合成下限从0.29降低为0.10, 可大大减少有机胺的用量.     

不同硅铝比β沸石的理化性质及烃类催化裂化活性

采用润湿态固相转化方法按照投料硅铝摩尔比(n(SiO2)/n(Al2O3))分别为30、60、150、300、500和纯硅时合成了β沸石, 化学法和X射线荧光(XRF)测定产物的硅铝比和反应初始凝胶基本一致. 利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、氨程序升温脱附(NH3-TPD)和低温N2吸附对系列样品的物相、水热稳定性、晶体形貌、酸性以及表面积和孔体积做了系统的表征. 并将该系列样品作为活性组分添加剂, 以高岭土为基质分别制备烃类裂化催化剂, 对其催化裂化性能进行了评价. 结果表明, 不同硅铝比β沸石添加到裂化催化剂均可以提高其裂化活性, 改善催化剂的抗积炭性能, 硅铝比为150的β沸石催化剂在保持较高裂化活性的前提下, 汽油收率最高, 抗积炭性能也较好, 是优选的裂化催化材料.     

完善骨架全硅β沸石性质研究

以四乙基氢氧化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,静置水热法合成全硅β沸石 。用硝酸(13 mol/L)对硅铝比(Si/Al)为20的Na-β沸石回流脱铝。焙烧后的上述两 样品经粉末X射线衍射、低温氮吸附、核磁共振、红外光谱、吸附等温线等表征, 发现合成的全硅β沸石骨架与孔道结构完善并具有很高的表面疏水／亲有机物的吸 附特性。     

完善骨架全硅β沸石性质研究

以四乙基氢氧化铵为模板剂，正硅酸乙酯为硅源，静置水热法合成全硅β沸石 。用硝酸(13 mol/L)对硅铝比(Si/Al)为20的Na-β沸石回流脱铝。焙烧后的上述两 样品经粉末X射线衍射、低温氮吸附、核磁共振、红外光谱、吸附等温线等表征， 发现合成的全硅β沸石骨架与孔道结构完善并具有很高的表面疏水／亲有机物的吸 附特性。     

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.     

常温常压下β沸石改性吸附剂脱除噻吩类硫的研究

在合成不同硅铝比Naβ沸石的基础上，采用固相离子交换方法制备了Cu(I)、Ag(I)离子改性的β沸石系列吸附剂。样品的结晶度和BET比表面积有所降低，XRD表征结果表明，所制备的样品保持了结构的完整性，随着硅铝比的增加，Naβ样品的BET比表面积增加。Cu(I)、Ag(I)离子的引入使样品的红外骨架振动峰向低波数移动，与相同硅铝比的Naβ沸石相比，吸附剂的BET比表面积有所降低。对模型油的静态吸附结果表明,硅铝摩尔比为25时Cu(I)β吸附性能最好，模型油中硫的质量分数降到10×10－6以下，脱除率达到95％，Ag(I)β次之，脱除率达到87％。常温常压下固定床动态吸附穿透实验得到Cu(I)β、Ag(I)β的穿透硫容分别为0.144mmol/g和0.132mmol/g。     

导向剂法合成β沸石的晶化机制研究

采用导向剂法合成了β沸石。在导向剂中存在β沸石微晶核,晶化过程中β沸石只能在一个较窄的硅铝比范围内形成;模板剂ＴＥＳＡＯＨ仅存在于β沸石微晶核中。在β沸石合成过程中,水合钠离子不仅起着平衡沸石骨架负电荷的作用,并且在β沸石的晶体生长过程中起到一定程度的结构导向作用。     

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．     

凝胶制备对气相合成MCM-22沸石的影响

以硅酸钠为硅源、硫酸铝为铝源制备硅铝干凝胶，六亚甲基亚胺（HMI）为模板剂，采用气相法合成MCM-22沸石。对硅铝干凝胶进行了29 Si MAS NMR、27 Al MAS NMR、红外以及透射电镜表征，讨论了pH值对硅铝干凝胶及合成MCM 22沸石的影响。结果表明，pH值的改变影响硅铝聚集态、干凝胶的结构及其粒径等物理性质，合成时硅铝干凝胶解聚、气固间传质及固相溶解速度不一致，影响产物MCM-22的结晶度。当制备干凝胶的pH值为8.7～10.7时，得到结晶度高的MCM-22沸石；当pH值增大到11.1时，产物出现杂晶丝光沸石；pH为11.6时只能得到丝光沸石。     

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．     

钛硅沸石的结晶动力学研究

 在TPABr-正丁胺体系中合成了钛硅沸石TS-1, 研究了此体系中的结晶动力学,求出了不同温度下的成核速率、晶体生长速率及表观活化能. 还研究了晶种类型和用量对钛硅沸石晶化的影响. 结果表明,随着晶化温度的升高, TS-1成核诱导期缩短,成核速率及晶体生长速率加快; 加入晶种可明显缩短TS-1成核诱导期,并减小晶粒粒度; TS-1, M, ZSM-11和β沸石等均可作为晶种合成TS-1, 并存在一个最佳晶种用量; 不加晶种时TS-1成核活化能和晶体生长活化能分别为44.4和75.7 kJ/mol.