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.     

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。     

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。     

模板剂四乙基氢氧化铵的用量对合成的β沸石结构及脱胺的影响

研究四乙基氢氧化铵（TEA-OH）模板剂用量对合成的β沸石的结构及脱胺行为的影响。合成β沸石的模板剂的较佳用量(TEA+/Al)为2.10～1.68,合成的β沸石的相对结晶度均大于84%;β沸石中的铝含量(Al/Al+Si)及骨架铝含量(TdAl/TdAl+OhAl)随晶化混合液的TEA+/Al而变,存在最佳TEA+/Al点为1.9,此时合成的β沸石非骨架铝量最少,结构硅铝比最高;含TEA的β沸石脱胺过程为Hofmann降解反应,TGA测定的失重量、DSC测定的吸热量与β沸石中TEA含量密切相关.     

铝离子在beta沸石晶化过程中对多形体A富集的影响

以四乙基氢氧化铵为有机结构导向剂,采用超浓水热方法,从氟离子体系合成出手性多形体A(简称A形体)富集的全硅beta沸石。在同样的初始混合物中引入铝源后,所合成的beta沸石中A形体含量明显降低,产物为普通的硅铝beta沸石。用粉末X射线衍射、元素分析、热重-差热分析、氮气吸附、扫描电子显微镜和固体魔角自旋核磁共振等表征手段对全硅beta沸石和硅铝beta沸石进行了详细的表征,并研究了其晶化过程。结果表明,铝源的引入可以加速beta沸石的晶化,得到的硅铝beta沸石晶体粒径明显减小。在硅铝beta沸石的晶化过程中生成了五配位铝物种,五配位铝物种可能是导致产物中A形体含量降低的原因。     

铝离子在beta沸石晶化过程中对多形体A富集的影响（英文）

以四乙基氢氧化铵为有机结构导向剂,采用超浓水热方法,从氟离子体系合成出手性多形体A(简称A形体)富集的全硅beta沸石.在同样的初始混合物中引入铝源后,所合成的beta沸石中A形体含量明显降低,产物为普通的硅铝beta沸石.用粉末X射线衍射、元素分析、热重-差热分析、氮气吸附、扫描电子显微镜和固体魔角自旋核磁共振等表征手段对全硅beta沸石和硅铝beta沸石进行了详细的表征,并研究了其晶化过程.结果表明,铝源的引入可以加速beta沸石的晶化,得到的硅铝beta沸石晶体粒径明显减小.在硅铝beta沸石的晶化过程中生成了五配位铝物种,五配位铝物种可能是导致产物中A形体含量降低的原因.     

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.     

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。     

表面活性剂AEO-3对β沸石合成的促进作用

在常规β沸石的水热合成体系中加入非离子型表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-3),按照n_(Al_2O_3)∶n_(SiO_2)∶n_(Na_2O)∶nTEAOH∶n_(H_2O)∶n_(AEO-3)∶n_(C_2H_5OH)=(0.28～1)∶40∶1.55∶10∶640∶(0.45～7.69)∶11.37的配料比,考察其作为助剂对β沸石合成的影响。实验发现,与常规合成体系相比,AEO-3的加入可促进硅铝酸盐溶胶的生成并增加了其均匀化程度,同时增加了产品收率。所合成样品的X射线衍射、N_2和Ar吸附-脱附、扫描电镜、固体核磁和正癸烷吸附的表征结果表明,表面活性剂AEO-3的加入使β沸石的纳米晶粒更加完整与均匀,提高了结晶度和微孔体积,并使得收率提高。所合成的β沸石的骨架硅铝比提高,酸强度增加。另外,AEO-3的加入提高了β沸石结构中的手性多形体A的比例。     

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.     

添加β沸石的烃类裂化催化剂性能研究

采用固体硅源、铝源和四乙基氢氧化铵（TEAOH）在极浓体系中成功合成了硅铝摩尔比（SiO₂/Al₂O₃）分别为30和150的β沸石。同时用硅铝摩尔比为30的β沸石为原料,在70℃下采用草酸脱铝制备了硅铝摩尔比接近150的样品。直接合成或经脱铝改性的β沸石采用XRD、SEM、吡啶吸附红外光谱和N2吸附对其晶相、酸性、比表面积和孔体积进行了表征。将三种β沸石分别作为烃类裂化催化剂的活性组分添加剂,对其催化剂的性能进行了评价。结果表明,三种β沸石的引入都可以提高裂化催化剂的活性和改善产品分布,低硅β沸石催化剂能改善催化剂的异构化反应性能和提高乙烯、丙烯的选择性,高硅β沸石或脱铝β沸石催化剂有利于裂化汽油中烯烃的芳构化和C4烯烃产率的提高,并可减少结焦。     

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。     

OH-/SiO2比对合成β沸石晶粒粒度分布及结构的影响

具有十二元环的三维高硅大孔β沸石是1967年由Wadlinger[1]首先合成的,其结构模型于1988年由Newsam等[2]确定,近十年来,许多文献报道了不同模板剂、不同铝源和硅源以及不同碱金属对β沸石合成的影响及杂原子β沸石的合成[3-5],但均存在晶化时间较长等缺点,关于晶化混合物的OH-/SiO2比(以下简称碱度)对在较短晶化时间下所合成的β沸石的影响未见报道.     

完美骨架全硅β沸石性质研究

运用热分析技术研究胺类、烷烃类、芳香烃类、醇类在具完美骨架的合成得到 的全硅β沸石中的脱附行为，测定亲和性指娄A_T值和负载量。发现烷烃类、胺类 、芳香族化合物都对全硅β沸石骨架表现出亲和性，而醇类由于羟基的存在表现出 对骨架的憎性，结合吸附热等数据讨论了各类吸附质与骨架相互作用（主／客体相 互作用）的性质。     

完美骨架全硅β沸石性质研究

运用热分析技术研究胺类、烷烃类、芳香烃类、醇类在具完美骨架的合成得到 的全硅β沸石中的脱附行为，测定亲和性指娄A_T值和负载量。发现烷烃类、胺类 、芳香族化合物都对全硅β沸石骨架表现出亲和性，而醇类由于羟基的存在表现出 对骨架的憎性，结合吸附热等数据讨论了各类吸附质与骨架相互作用（主／客体相 互作用）的性质。     

以拟薄水铝石为铝源合成的β沸石的表征和催化性能(英文)

考察了以拟薄水铝石为铝源、固体硅胶为硅源、四乙基氢氧化铵为模板剂时不同晶化混合液ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比和不同晶化温度对β沸石合成的影响。ＸＲＤ、ＴＧＡ、ＩＣＰ及ＳＥＭ研究结果表明,在晶化混合液ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比为２０至５０之间、晶化温度为１４０℃～１６０℃范围内能合成出高结晶度的β沸石,且β沸石硅铝比与晶化混合液硅铝比呈良好的线性关系：ＴＧＡ总失重量随β沸石硅铝比增加而增加,晶化温度对β沸石的晶粒度没有明显影响。此外,所制备的Ｈβ沸石对甲苯与Ｃ９芳烃歧化和烷基转移反应具有良好的催化性能。     

不同硅铝比Cu-ZSM-5纳米片上N2O催化分解

以双季铵盐表面活性剂为模板剂,水热条件下合成了硅铝比(nSi/nAl)为18、26和95的ZSM-5沸石纳米片,采用离子交换方法制备了铜改性的ZSM-5纳米片样品,并测试了其催化分解N_2O性能。结合X射线衍射(XRD)、N_2吸附/脱附、X射线荧光光谱(XRF)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、氧气程序升温脱附(O_2-TPD)和原位红外漫反射光谱(CODRIFT)等表征结果 ,探讨了沸石硅铝比对于催化剂N_2O分解性能的影响及其原因。结果表明,ZSM-5纳米片硅铝比越低,CuZSM-5纳米片催化剂的活性越高。催化活性的提高归因于低硅铝比催化剂上Cu~+活性物种可还原性的增强和吸附氧脱附能力的提高。     

全硅β沸石的合成、表征及在苯酚羟基化反应中的催化性能

以白炭黑为硅源,氢氧化四乙基铵为模板剂,氟化钠为矿化剂,采用水热法合成了全硅β沸石(Si/Al>1 200),探讨了起始反应混合物组成对全硅β沸石晶化的影响,利用XRD、IR、TG/DTA和SEM等测试技术对产品的结构特性进行了表征。结果表明,按下列化学组成配制初始反应混合物:n(SiO2)∶n((TEA)2O)∶n(H2O)∶n(NaF)=60∶(17~18)∶(480~660)∶(5~40),将所得胶状物质转入聚四氟乙烯衬里的20 mL不锈钢反应釜中,在140℃晶化12 d,可合成出全硅β沸石。在以H2O2作氧化剂的苯酚羟基化反应中,所合成的全硅β沸石表现出较高的催化活性,当反应温度为80℃,反应时间为6 h,m(Catalyst)∶m(Phenol)=1∶20,m(Phenol)/m(H2O)=0.6和n(Phenol)/n(H2O2)=2时,苯酚的转化率为34.6%,H2O2的有效利用率达61.2%,邻苯二酚的选择性为69.8%,对苯二酚的选择性为27.0%。     

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.     

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.