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。     

多级孔道ZSM-5分子筛催化正庚烷裂解制烯烃性能

石脑油裂解制烯烃分子筛催化剂的性能同时受到酸性和扩散性质的影响,调变二者可以提升催化剂稳定性和烯烃选择性。采用溶剂挥发自组装方法制备了Si/Al物质的量比分别为30和50的多级孔道ZSM-5分子筛,经P和La修饰后,以正庚烷裂解作为探针反应,考察了多级孔道分子筛的催化性能,并与普通微孔分子筛进行了比较。结果表明：在正庚烷裂解制烯烃反应中,制得的纳米组装多级孔结构分子筛表现出更高的催化稳定性,双烯收率和丙烯选择性更高。Si/Al比的提高以及分子筛的多级孔道结构,有利于单分子裂解反应的发生,也有利于抑制氢转移等副反应的发生,从而降低了烯烃的损失。     

纳米介孔分子筛的合成及催化应用研究进展

具有纳米级颗粒尺寸的介孔分子筛因其双纳米性质,不仅具有传统介孔分子筛大比表面积、规整孔道结构的特点,而且具有性能优良的纳米级颗粒尺寸,在大分子有机物的催化反应中具有更好的应用潜力。主要介绍了纳米介孔分子筛的合成进展及其在催化领域的应用概况,同时也对未来的发展状况和应用前景作了预测和展望。     

FER沸石分子筛改性策略及方法

镁碱(FER)沸石分子筛因其特有的孔道结构,在催化领域中广泛应用于羰基化、异构化和裂化等非均相反应,但其较小的孔径限制大分子扩散,使其使用寿命缩短,而且不同的反应对于FER沸石分子筛酸性的要求也大不相同,导致其在应用上受到一定程度的限制.介绍了目前比较流行的3种FER沸石分子筛的改性策略,分别是合成纳米级FER沸石分子...     

多级孔沸石分子筛的制备及其催化应用研究进展

多级孔沸石分子筛在保留了微孔沸石优异的催化活性与择形性的同时,能够从本质上大幅提升沸石分子筛的传质与扩散效率,改善催化剂因积炭问题失活较快的弊端。本文介绍了当前阶段多级孔沸石分子筛的研究现状,主要基于孔径大小的差异,重点综述了微孔-介孔、微孔-大孔以及微孔-介孔-大孔三类具有多级孔道结构的沸石分子筛在制备及催化应用方面的最新研究进展,综合分析了各种制备方法在性能、成本、可操作性及应用上的利弊关系,并且指出,设计并可控地制备出具有多级孔道结构且在三维空间高度贯通的多级孔沸石分子筛材料以最大限度地提高催化效率,将会是未来多级孔沸石分子筛领域的研究重点。     

多级孔钛硅分子筛TS-1催化剂的制备和在烯烃环氧化反应中的应用

钛硅分子筛是一种具有选择性氧化催化性能的工业催化剂。传统的钛硅分子筛因其较小的微孔孔径使其只能应用在小分子的选择性氧化反应中。为了解决这一问题,我们采用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵做为介孔造孔剂,制备得到的多级孔钛硅分子筛H-TS-1,该材料具有更多的晶体间介孔。在大分子的烯烃环氧化反应中,多级孔钛硅分子筛表现出明显优于常规TS-1的催化性能。     

多级孔道沸石用于甲醇制丙烯反应研究进展

综述了多级孔道沸石结构、性能及制备方法的最新研究进展。多级孔道沸石因为介孔的引入强化了分子在孔道内的扩散,提高了目标产物的收率和选择性,在催化反应领域具有非常大的应用潜力。针对ZSM-5和SAPO-34两种不同的分子筛体系,介绍了多级孔道沸石制备的后处理法与模板法,指出控制后处理脱硅脱铝的程度以及探寻合适且廉价的模板剂是发展多级孔道材料的关键技术。最后对多级孔道沸石在甲醇制丙烯反应中的应用前景作了展望,得出保证分子筛合理的微孔/介孔比例、分布及催化剂合适的强度,是该材料应用于甲醇制丙烯反应的关键。     

钛丝光沸石(Ti-MOR)的研究进展

综述了钛丝光沸石即MOR拓扑结构钛硅分子筛(Ti-MOR)的制备方法及催化应用的研究进展。合成方法的选择直接影响骨架钛的化学状态和液相氧化催化活性。因Ti-MOR分子筛具备孤立四配位状态的骨架钛物种、12元环大孔结构和廉价的制备成本，Ti-MOR分子筛在催化酮醛类氨肟化反应和大分子芳香烃羟化反应中显示优于传统MFI拓扑结构的钛硅杂原子分子筛(TS-1)的催化活性与工业应用前景。此外，通过调控钛催化活性中心的化学微环境、降低孔道内传质阻力可进一步提升Ti-MOR分子筛在液相催化氧化反应中的活性与稳定性。     

不同晶体形貌SAPO-34分子筛合成方法研究进展

SAPO-34分子筛催化MTO反应时,其催化活性和催化寿命受其形貌结构、硅铝比、酸中心强度和数量等多种因素的影响,其晶粒大小和晶体形貌结构的不同能够改变SAPO-34分子筛的比表面积和稳定性,能够影响原料和产物分子的扩散路径、扩散速度和停留时间以及反应传热效率等,从而影响积碳的生成和催化活性。综述了近年来不同晶体形貌结构SAPO-34分子筛的合成及控制方法,包括纳米SAPO-34分子筛、多级孔结构及其他形貌的SAPO-34分子筛的合成方法及在MTO反应中的应用,并对未来SAPO-34分子筛的发展方向进行了展望。     

由沸石纳米粒子自组装制备具有高催化活性中心和水热稳定的新型介孔分子筛材料

人们合成了一系列介孔分子筛材料,并发现它们在催化、吸附与分离以及化学组装制备先进材料和分子器件等方面具有很大的潜在应用价值.但是,介孔分子筛材料相对于微孔沸石分子筛存在着两个致命弱点:较低的水热稳定性和较不活泼的催化活性中心.这两个弱点大大地影响了介孔分子筛在催化反应中的广泛应用.本文系统地综述了最近几年利用沸石纳米粒子自组装制备具有高催化活性中心和水热稳定的介孔分子筛材料的研究进展.这包括利用硅铝沸石纳米粒子自组装制备具有强酸性和水热稳定的新型介孔硅铝分子筛材料,利用钛硅沸石纳米粒子自组装制备具有高催化氧化活性中心和水热稳定的新型钛硅介孔分子筛材料,以及利用含有不同杂原子的沸石纳米粒子自组装制备一系列水热稳定的新型介孔分子筛催化材料.     

3-氨丙基三乙氧基硅烷作用下合成多级孔道ZSM-5分子筛

多级孔道ZSM-5分子筛因同时具有微孔和介孔结构,在催化领域显示出较好的应用前景。对高硅铝比下以3-氨丙基三乙氧基硅烷作为硅烷化试剂合成具有多级孔道的ZSM-5分子筛进行研究,并采用X射线衍射、N₂吸附-脱附和扫描电镜等进行表征。结果表明,合成的多级孔道ZSM-5分子筛是由小晶粒聚集而成的椭球状团簇体,晶粒间会形成介孔;硅烷化试剂的添加量可以在一定程度上调控微介孔比例,介孔孔容随着3-氨丙基三乙氧基硅烷添加量的增加而增大,3-氨丙基三乙氧基硅烷添加量较高时,预晶化与否对多级孔道ZSM-5分子筛的孔结构、形貌和产率产生较大的影响;3-氨丙基三乙氧基硅烷与SiO₂物质的量比为0.05∶1时,预晶化条件下合成的样品介孔孔容为0.154 cm³·g^-1,明显高于未预晶化条件下合成的样品（0.084 cm³·g^-1）,产率为91.8%,高于未预晶化条件下合成的样品（65.3%）。     

Ti-MCM-41分子筛研究进展

介绍了Ti-MCM-41分子筛的合成方法、物性表征、表面硅烷化、负载杂原子改性研究及其近年来在催化领域的应用。Ti-MCM-41分子筛具有优异的选择催化氧化性能，还具有良好的光催化活性。可用于烃类的选择性氧化、环氧化和羟基化反应，也可作为光催化剂应用于有机物的加氢、降解反应。     

高活性隐钾锰矿分子筛K-OMS-2的制备及其催化氧化苯甲醇制苯甲醛反应性能的研究

采用醋酸丁酯处理后固相合成的方法制备了一种隐钾锰矿分子筛催化剂K-OMS-2。相对于传统固相法制备的样品,此法所制备催化剂的比表面积略有下降,但孔容和孔径明显增大,其原因可能是在焙烧过程中醋酸丁酯的挥发分解形成了造孔效应。在苯甲醇选择性氧化制苯甲醛反应中,所制备K-OMS-2催化剂的活性相对传统固相法制备的样品有显著提高。经413 K合成、433 K焙烧的催化剂反应转化率达到79.6%,苯甲醛选择性维持在100%。催化剂活性提高的主要原因可能是催化剂较大的孔容、孔径促进了苯甲醇氧化反应中分子的扩散效率,因而提高了总体催化反应速率。     

芳烃与烯烃烷基化反应的催化机理进展

芳烃与烯烃的反应在有机合成中应用广泛。随着环保要求的提高,用于芳烃烷基化反应的传统催化剂逐渐被新型绿色催化剂所替代。近年来研究发现离子液体和分子筛对该反应具有高效催化作用且环境友好。本文探讨了离子液体和分子筛的酸性,总结了相应的的催化机理,对有关实验和理论研究工作进行了分析。同时揭示了离子液体和分子筛的结构对其催化性能的影响,为烷基化反应进一步研究奠定了基础。分析表明离子液体既能作为B酸,也能作为L酸起催化作用;分子筛主要作为B酸起催化作用,同时其催化性能与孔道结构、孔径大小及反应物尺寸密切相关。离子液体的稳定性较差、成本较高,而分子筛失活较快,未来需围绕提高离子液体稳定性、改进其制备方法以降低成本及改善分子筛结构以延长使用周期等方面展开研究。     

锰氧八面体分子筛的制备及应用研究进展

锰氧八面体分子筛具有多孔结构、温和的表面酸碱性、混合价态的锰离子和优异的离子交换性,被广泛应用于多相催化、电池材料和吸附材料等领域。本文介绍了锰氧八面体分子筛的化学组成,对其孔结构、氧化还原性能及酸碱性等理化性质予以总结,简述了水热法、回流法、微波法、溶胶-凝胶法和固相法等常用制备方法。锰氧八面体分子筛可应用于CO催化氧化、有机物催化氧化、CO₂活化利用和费托合成等催化领域,尤其对CO和挥发性有机物有较高的氧化活性,在电池材料和吸附材料等非催化领域也有重要的应用前景。最后指出了当前锰氧八面体分子筛研究中存在的问题,未来工作应探索更高效的合成方法,深入认识其催化作用机理,进一步拓宽该材料的应用范围。     

均三甲苯在MCM-22和MCM-56分子筛上的吸附和扩散

以MCM-22和MCM-56分子筛为研究对象,考察烃类均三甲苯在MWW型分子筛上的吸附和扩散,同时对分子筛进行XRD、N2吸附和TEM等表征,探究分子筛的结构特性与吸附和扩散之间的关系。研究表明,均三甲苯在MWW型分子筛中的吸附和扩散位置为外表面半超笼。单层和错层结构使MCM-56较MCM-22分子筛拥有更多的外表面酸性位,有利于均三甲苯的吸附。与MCM-22相比,MCM-56分子筛片层结构较薄,焙烧导致晶体外部结构的卷曲使烃类大分子均三甲苯在MCM-56分子筛中的扩散受阻。     

不同晶粒形貌ZSM-5分子筛的表征及催化甲苯歧化反应

制备不同晶粒形貌的ZSM-5分子筛,采用XRD、SEM和NH_3-TPD对合成的分子筛催化剂进行表征,并用于甲苯歧化反应考察其催化性能。结果表明,制备的ZSM-5分子筛具有六角板状、棒状和球状3种晶粒形貌,棒状分子筛暴露较多的(101)晶面,六角板状分子筛暴露较多的(020)晶面,棒状分子筛具有较高的强酸量。在甲苯歧化反应中,ZSM-5分子筛催化剂暴露(101)晶面越多,产物扩散可能性越大,导致甲苯转化率提高,强酸量增加使副反应发生可能性增大,降低二甲苯选择性。     

面向高超声速飞行的碳氢燃料吸热反应研究进展

飞行器速度的提高是航空航天领域的重要研究方向,基于此,发展高超声速飞行器技术具有重要的经济和军事意义。吸热型碳氢燃料为高超声速飞行器提供了重要保障。主要介绍了吸热型碳氢燃料及其吸热反应发展情况,重点关注了裂解和重整反应,分析了反应条件对热裂解反应的影响,考察了燃料分子结构与热裂解反应的关系,介绍了分子筛、金属和活性炭3种裂解催化剂的性能,同时总结了催化重整反应的研究进展。     

烃分子动力学直径与分子筛择形催化性能的相关性

作为分子筛研究领域的一个热点,择形催化理论在工业上已经被研究了近60年。尽管在理论上很多研究还不够深入,但随着对催化反应类型、新型催化材料合成、分子筛结构测定、催化性能表征、催化反应作用机理等方面研究的深入,对择形催化反应的认识仍取得了令人欣慰的进步。本文在现有的研究基础上,对不同尺寸的烃分子在分子筛孔道内的吸附和扩散行为进行了总结,并对烃分子反应动力学直径与分子筛的择形相关性做了一定的探究。分析表明,烃分子的反应动力学直径与分子筛择形催化相关性存在一个适用规律区间,当其略小于或接近分子筛孔径时,分子筛的择形催化性能表现最好。此外,分子筛本身的拓扑结构等因素也会对分子筛催化性能造成影响。