多级孔SAPO-34分子筛的合成及其MTO催化性能的研究

被引量 : 0次 | 上传用户:gudujian123456
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无机多孔材料如今已广泛应用于日常生活及工业生产中,涉及催化、吸附、分离和离子交换等诸多领域。多级孔材料作为无机多孔材料中的重要一类,其内部含有两种或两种以上孔径的孔道,这种四通八达的丰富的孔道结构可以加快分子在多级孔材料当中的扩散速率,引起人们广泛的兴趣。多级孔材料已成为当前多孔材料研究领域中的热点之一。其中具有CHA拓扑结构的硅铝磷酸分子筛SAPO-34在甲醇制备烯烃(MTO)中因为其较高的双烯选择性而具有重要的工业应用价值。但是,传统的SAPO-34分子筛由于孔道单一,传质效果差,容易产生积碳且易快速失活,因此构建多级孔SAPO-34分子筛具有至关重要的意义。此外,在制备分子筛的体系中,模板剂通常是过量的,不能被完全利用,这一方面导致了原料资源的浪费,另一方面也造成了环境的污染。因此母液回收再利用成为一种节省成本、绿色、环境友好的合成方法。本论文首先开发了利用氢氟酸原位生长-刻蚀,一步合成出多级孔硅铝磷酸分子筛SAPO-34的方法。所制备的多级孔SAPO-34分子筛具有非常高的结晶度,类正方体中空结构的形貌及内部贯穿的100nm的平行大孔。大孔的形成过程可以通过扫描电镜捕捉到,我们发现这种多级孔SAPO-34分子筛形成的初期是由八个金字塔形的部分组成一个蝴蝶状的结构,最终形成完美的类似正方体的形状。我们分别通过N2吸附脱附,固体核磁,NH3-TPD等表征手段对这种多级孔SAPO-34分子筛的物理性质,原子配位状态及酸性进行了探究,并且跟踪了不同阶段分子筛的形成过程及物料组成和体系pH的变化。与传统的不加HF或少量HF存在生成的SAPO-34相比,这种分子筛具有非常高的微孔体积和较高的酸性强度,因此展现了优异的催化性能,乙烯和丙烯的选择性高达86%(400℃,WHSV=2h-1)。同时由于其具有多级孔的结构,大大延长了其催化寿命。与传统制备多级孔分子筛的方法相比,这种方法更简单、直接,分子筛的催化性能也得到大幅提高。并且我们与企业合作,已成功实现该多级孔SAPO-34分子筛100L的扩试合成。其次,我们在上一章工作的基础上,开发了一种通过母液循环再利用,制备多级孔硅铝磷酸分子筛SAPO-34的低成本“绿色”方法。我们分别通过氩气吸附/脱附,29Si MAS NMR和NH3-TPD表征手段对这种方法制备出的SAPO-34分子筛的物理吸附性质,骨架原子的化学环境和酸性进行了研究。与传统的SAPO-34分子筛相比,母液循环法制备出的多级孔SAPO-34分子筛仍然表现出优异的甲醇制烯烃(MTO)催化性能,同时也保持了较高的乙烯和丙烯选择性及较长的寿命。母液循环法操作简单,可以有效节约模板剂的使用量,增大成本效益,为工业催化剂的合成提供了一条绿色的合成路径。最后,我们采用了多种后处理的方法处理不同模板剂合成出的SAPO-34晶体,例如利用HF与NH4F混合溶液,对SAPO-34分子筛进行后处理,成功制备了多种不同形貌的多级孔SAPO-34分子筛,并发现不同模板剂合成的SAPO-34分子筛具有不同的缺陷及共生区域。同时也发现HF/NH4F的缓冲溶液对于不同模板剂合成出的SAPO-34分子筛具有普遍的适用性。然而,用HF/NH4F方法处理后的样品的结晶度有所下降,从而影响了其催化寿命的提升。通常催化剂寿命的降低往往会伴随着催化选择性的降低,但是在我们的实验中发现,与未经后处理的SAPO-34原样品相比,这种后处理的方法并没有降低催化选择性,反而提高了分子筛的双烯选择性,即提高了催化剂的催化性能。这些研究证明了这种后刻蚀的方法所制备的多级孔结构对于SAPO-34分子筛催化性能的改善具有重要作用,这对于我们进一步采用酸碱后处理法提高改进分子筛的催化性能具有重要的指导意义。
其他文献
本文采用热压法制备了一种多孔气体扩散电极并对其进行了XRD表征。通过对过程中H2O2的测定证实气体扩散电极可以吸附空气气泡中的氧气而使之原位还原产生H2O2。 在以气体
化石能源的急剧消耗造成了能源短缺问题,充分利用可再生能源成为了当前研究的热点。应用可再生能源发电的分布式电源逐渐被人们重视并加以利用。分布式电源的并网发电无疑给
文章从现代信托制度起源谈起,比较了信托融资的概念与模式,信托融资、债权融资及权益融资,并得出结论,给出了政策建议。
本文首次合成并表征了稀土高氯酸盐与冠醚、对苯二甲酸的三个系列十五种固态配合物。经元素分析、摩尔电导及差热-热重分析,结果表明其组成分别为:铕系列Eu2LL′2(ClO4)4·6H2O;Eu
针对外部设备与计算机之间的数据高速传输问题,利用PCI Express总线技术设计了PCI Express数据传输卡,实现了大量数据从记录仪到计算机共享内存的高速传输。数据传输采用DMA
本文利用水热技术,运用分子设计和分子工程思想通过分子间自组装合成了八种未见文献报道的由第一、二过渡系金属与含氮(氧)有机配体组成的无机-有机杂化化合物:其中三个为无机有
目的探讨前列地尔在治疗急性胰腺炎微循环障碍中的作用;方法随机分配42例全血粘度(低切、高切)、血浆粘度以及血沉增高的急性胰腺炎患者为研究组及对照组,研究组在对照组基础
比喻是我们日常交际和写作中最常用的修辞手法之一,即表示两种不同程度的实物,彼此之间有相似点,使用一事物来比方另一事物的修辞方法。比喻说理浅显易懂,使人容易接受;比喻能
从明永乐年间天地坛、明嘉靖朝改制、清乾隆朝高宗扩改建三个时期出发,对"天坛形制"进行了探讨,并对天坛建筑群南北轴线不居中的问题作了分析,阐述了斋宫和祭祀建筑群布局关
<正>1月9日,建设部等八部门联合召开"房地产市场秩序专项整治违法违规典型案例通报会",通报开展专项整治工作以来,截至2007年底,房地产领域违法违规案件的查处情况,全国26个