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SAPO-5分子筛是SAPO-n系列分子筛中的一种,属大孔分子筛。它具有AFI型一维孔道结构,其基本结构单元由两个六元环与两个四元环交替连接形成直筒形的十二元环主孔道。和其它SAPO-n分子筛一样,SAPO-5分子筛具有阳离子交换性和可调的酸性,在择形催化、吸附、分离、离子交换等领域显示了巨大的潜力,因而得到广泛关注。
本文基于固液双向机理,在超高浓度体系中合成如SAPO-5分子筛。该体系与传统水热合成方法相比具有反应时间短、单釜产率高、环境友好等特点;在此基础土进一步设计在常压下焙烧直接合成SAPO-5分子筛的新工艺;同时对SAPO-5分子筛样品的催化性能进行了初步研究。
本研究的具体内容及取得的成果如下:
(1)首次实现了在超高浓度体系中SAPO-5分子筛的制备,考察了H2O,P2O5、模板剂、老化时间等因素在合成过程中的影响。采用XRD、FT-IR、SEM、N2吸附分析和TG-DSC等技术对产物的结构、外观形貌、孔性质、热性质等进行了表征。
(2)在超高浓度体系合成的基础上,探索研究了在常压下焙烧合成SAPO-5分子筛的工艺参数的影响,如焙烧过程的操作条件、模板剂、反应温度、时间等合成因素。实验证明,在优化的条件下直接焙烧能够合成出SAPO-5分子筛晶相。
(3)采用正辛烷为模型反应物,以SAPO-5分子筛为催化剂,进行其芳构化和异构化反应性能的评价。结果表明,SAPO-5分子筛在正辛烷的催化转化中表现出较好的异构化性能,这使得SAPO-5分子筛在直馏汽油的非临氢改质方面将有潜在的应用前景。