高硅纳米聚集体Y沸石的直接合成与表征

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aspoptyy4
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
沸石是一种内部遍布着微孔结构的硅铝酸盐分子筛,因其较大的比表面积,规整的孔结构和可调的硅铝比,以及很好的吸附和催化作用,因此在现代石油炼制和石油化工工业中具有重要的应用价值,它的合成具有重要的意义。Y沸石具有FAU拓扑结构,并且可以将内部骨架看作是由双六元环拼接而成的SOD笼,其中包括椭球形超笼(其直径约为1.12 nm)和三维十二元环孔结构(孔径为0.74 nm),拥有沸石中较大的孔径尺寸,较大的比表面积和较高酸密度,是流化催化裂化和加氢裂化等重要石油炼制和石油加工过程中所利用的催化剂的重要活性成分,是名副其实的工业消耗量最大的分子筛。然而,由于Y型沸石固有的低硅骨架特性(Si/Al=1.5~3)以及由此所导致的结构不稳定性一直是困扰着这种材料难以直接应用的主要瓶颈。已有的众多研究均表明,随着Y沸石的骨架硅铝比(SAR)的提高,结构稳定性,尤其是水热稳定性增加,酸中心的强度也随之增加,有利于催化剂在长周期使用时保持性能。目前工业广泛使用的高硅Y沸石(Si/Al>2.5)主要是通过对常规Y沸石的后续处理来获得的,这种方法不仅耗时费力,收率低,而且其内部酸分布不均匀。另一方面,常规合成的微米级Y沸石,由于沸石孔内长的扩散距离,反应物及所合成的产物尤其是重油大分子在孔道当中的扩散受限,减少了其与活性中心接触的几率,容易导致沸石积碳失去活性,从而降低了催化效率和使用寿命。纳米Y沸石因其晶粒尺寸小,外比表面积大,孔道缩短,外露孔口增多的特点,使其具有更高的反应活性和表面能,可有效地解决扩散问题,而合成的纳米聚集体也能够有效地解决合成和使用过程中纳米晶粒难于处理的问题。本文通过无有机胺水热体系合成法、CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)法和AESA(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵)法,成功合成了高硅Y沸石分子筛纳米聚集体,并对晶化条件进行了考察。本论文的研究工作主要有以下几个部分:(1)无有机胺水热体系合成法:在4.0Na2O:Al2O3:12Si O2:160H2O:x(=0,6.86)C2H5OH的配比下,采用两段晶化法,控制老化时间24 h,50℃和95℃晶化的时间分别为24 h和96 h不变,通过调节在体系中是否添加乙醇,对乙醇在合成样品时的影响进行考察,研究表明,乙醇在Y沸石的合成过程中有使晶粒团聚、提高硅铝比、减小晶粒尺寸、提高结晶度的作用。在上述配比、工艺条件下,通过改变乙醇量,对不同乙醇含量在合成Y沸石时的影响进行了研究,结果表明,在钠硅比为0.33,乙醇量为6.86,老化时间为24 h,50℃的晶化时间为24 h,95℃的晶化时间为96 h条件下合成的样品,硅铝比高,结晶度高,晶粒尺寸小,形貌也比较均匀,且其骨架硅铝比为2.97,B ET表面积为924 m~2g-1,外比表面积为27 m~2g-1,晶体大小约为300 nm。之后又研究了不同钠硅比对合成Y沸石的影响,研究表明,随着钠硅比的增大,硅铝比降低,且当钠硅比为0.33和0.38时,硅铝比都比较高,分别为2.74和2.88。因此在接下来的实验中,均是在钠硅比为0.33和0.38下进行。对不同钠硅比下的合成工艺条件进行研究,在(4.0,4.5)Na2O:Al2O3:12Si O2:160H2O:6.86C2H5OH的配比下,对老化时间,50℃和95℃晶化的时间进行改变,结果显示,钠硅比为0.33,老化时间为24 h,50℃(24 h),95℃(96 h)时,合成的Y沸石样品的晶粒大小为400 nm,骨架硅铝比为2.97;钠硅比为0.38,老化时间为24 h,50℃(24 h),95℃(60 h)时合成的Y沸石,其骨架硅铝比为2.63,BET表面积为981 m~2g-1,外比表面积为31 m~2g-1,晶体大小约为300 nm。(2)CTAB法合成高硅纳米Y沸石:通过加入阳离子表面活性剂CTAB,在x Na2O:Al2O3:12Si O2:160H2O:y C2H5OH:z CT的配比下,控制老化时间24 h,50℃晶化的时间为24 h不变,首先考察了95℃晶化时间对合成样品性能的影响,确定了最佳的95℃晶化时间;而后又对钠硅比为0.33时,乙醇与CTAB间的相互作用进行了研究。经表征分析可以得出,确定了当钠硅比为0.33,乙醇的比例为5.15,老化时间为24 h,晶化时间为50℃(24 h),95℃(144 h)时,合成的样品的晶体尺寸为400 nm,骨架硅铝比为2.60,氮吸附数据结果显示:BET表面积为937 m~2g-1,外比表面积为23 m~2g-1。经过XRD、SEM和氮气吸附脱附表征分析可知,CTAB能使产物的硅铝比降低,也可以有效地使晶粒减小,而且晶粒间的堆积也变得疏松。加入CTAB后,随着95℃晶化时间的延长,产物的硅铝比先增大后减小。CTAB本身没有使晶粒团聚的作用,而乙醇是使晶粒团聚的重要因素。(3)AESA法合成高硅纳米Y沸石:通过加入阴离子表面活性剂AESA,在0.33和0.38的钠硅比下,考察了95℃晶化的时间对合成样品性能的影响和AESA与乙醇之间在合成高硅纳米Y沸石时的相互作用。此外,还对不同AESA含量下合成的样品性能和形貌等的影响进行了研究。并且确定了当钠硅比为0.33,模硅比为0.006,晶化时间为50℃(24 h),95℃(96 h)时,合成的样品的晶体尺寸为400 nm,骨架硅铝比为3.02,氮吸附数据结果显示:BET表面积为965 m~2g-1,外比表面积为33 m~2g-1。
其他文献
全球工业的快速发展引发了严重的环境问题,例如水污染。苯酚是毒性最大的有机化合物之一,在环境中的会持久存在。苯酚可直接影响生态系统的健康,并通过污染饮用水对人类构成威胁。此外,常规用于去除苯酚的氧化和消毒过程会产生潜在的致癌化合物。因此,通过环保方式去除苯酚是目前研究的主要内容。光催化技术是一项高效且绿色去除污染物的高级氧化技术,Bi4O7作为一种新兴的Bi基氧化物,因其同时含有Bi3+和Bi5+两
学位
在新时代,国有企业要紧跟时代发展的脚步,根据自身的发展情况逐渐深化改革内容,以此确保从严治党工作能够顺利开展。现如今,国有企业要想实现高质量发展,国有企业纪检部门不仅要合理提升监督执纪问责职能,还要创新开展方式,使企业最终所彰显的内部氛围更加廉洁,从而为企业实现高质量发展奠定良好基础。
期刊
中药酸枣仁,现代大多数学者沿用其味甘、酸,归肝、心经,补肝养心、安神、生津、敛汗,主治失眠、心悸、自汗的概念框架。回溯历史可以发现,其药味、归经认识的偏差源于医者将酸枣实与酸枣仁混淆,酸枣仁局限于治疗失眠是被酸枣仁汤治疗“不得眠”所束缚。提出酸枣仁性能应为气味甘、香,性平,归脾、心经而滋脾养心,进而提出酸枣仁汤的主治应为脾胃气阴虚损、阴火上乘之证。“平脉辨证用(方)药”是仲景医学的核心,酸枣仁汤的
期刊
无论是在工业生产还是人民生活中,燃煤锅炉供热仍然是我国当前最主要的供热方式。由于锅炉炉膛温度控制得当与否关乎锅炉燃烧效率、炉膛安全和环境污染等众多至关重要的问题,所以运行中的锅炉对炉膛内温度场控制要求非常严格,这也使得锅炉截面温度场控制成为研究的热点。由于锅炉输出截面温度场往往不服从高斯分布,因此,随机分布控制理论(Stochastic Distribution Control,SDC)在锅炉截面
学位
矿井下传送带的稳定运转是保证安全生产的重要前提,但煤矿井下环境复杂,由于煤料中混有矸石、细杆状物等尖锐物体,长时间运行极易造成传送带表面的破损,严重时甚至导致撕裂。若采用传统的机器视觉方法对传送带运行状况进行检测,为增强图像的破损目标而进行的预处理往往增加了检测前期的计算耗时;同时,由于算法提取的破损特征缺乏位置信息,无法实现对破损区域的位置定位。因此,本文基于区域卷积神经网络对特征提取模块和特征
学位
在煤直接液化工艺中,溶剂的分子结构影响其供氢活性,进而影响液化油收率以及产物分布。然而,目前主要通过液化实验来评价溶剂的供氢活性,缺乏基于理论分析评价溶剂供氢活性的有效方法。此外,溶剂的分子结构与供氢活性之间的构效关系尚不明确,无法确定何种结构的溶剂的供氢活性更高。本文以液化反应中溶剂的氢转移机制为理论基础,使用密度泛函理论和过渡态理论计算了溶剂氢转移反应速率常数。基于热解自由基机制计算了溶剂分子
学位
乙二醇(EG)作为一种极其重要的化工原料,广泛应用于各个领域,结合我国“贫油、少气”现状,利用丰富的煤炭资源开发煤制乙二醇技术,符合国家能源安全的重大战略需求。合成气直接法制乙二醇是典型的原子经济反应,其原料来源广泛,价格低廉,具有极高的经济价值。然而,迄今为止学术界对合成气直接法制乙二醇反应机理的认识仍停留在上世纪的实验推测阶段,尚未从理论计算的角度对其进行深入探究。同时,由于产物分离困难、催化
学位
<正>基层国有企业纪检机构是落实党和国家方针、政策与企业规章制度的执行者和监督者,承担着企业内部监督执纪问责的重要使命。习近平总书记在十九届中央纪委五次全会上强调,要深入贯彻全面从严治党方针,充分发挥全面从严治党引领保障作用,坚定政治方向,保持政治定力,做到态度不能变、决心不能减、尺度不能松,确保“十四五”时期我国发展的目标任务落到实处。面对全面从严治党新形势和国有企业体制改革新任务,各级纪检机构
期刊
目的:观察自拟通便汤联合乳果糖口服溶液治疗气阴两虚型老年功能性便秘(FC)患者的疗效。方法:选取气阴两虚型老年FC患者85例,采用随机数表法分为观察组43例和对照组42例。其中对照组采用乳果糖治疗,观察组在其基础上联合益气通便汤治疗,对比两组中医证候积分、便秘状况评估量表(PAC-QOL)评分等参数。结果:治疗后,对照组与观察组主症排便得分、次症、主次症总分降低,且观察组得分低于同时间的对照组(P
期刊
生物质作为一种全生命周期碳近零排放的可再生资源,从生物质中提取轻质燃料和化学品是实现碳达峰和碳中和的终极方向。然而,生物质单独热解焦油存在热稳定性差、含氧量高和热值低等诸多问题,导致其直接应用受到限制。重油作为原油加工后的残余油,其粘度大、能量密度高、含有大量的饱和多环芳烃,具有良好的供氢潜力。将生物质与重油共转化是符合我国的基本国情、寻求化石能源和新能源优化组合的可行之路,对实现资源回收和能源转
学位