SSZ-13分子筛的转晶及无溶剂合成

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:pyh333
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SSZ-13是一种CHA构型的硅铝分子筛,孔道尺寸为3.8?×3.8?,具有八元环结构的椭球形笼(6.7?×10?)和三维交叉孔道结构。由于其具有有序的孔道结构、良好的水热稳定性、较多的表面质子酸性中心以及阳离子的可交换性等特点,广泛应用于NOx的选择性催化还原脱除(NH3-SCR)和甲醇制低碳烯烃(MTO)中。通常,SSZ-13在水热碱性体系或F-体系中以较为昂贵的N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵(TMAdaOH)为模板剂水热合成,晶化温度一般是120180℃,晶化时间通常是321 d。昂贵的模板剂和长的晶化时间都增加了其合成成本。因此开发快速高效、绿色友好的合成路线具有重要的意义。本文使用A沸石转晶法快速高效地合成了SSZ-13,研究了其晶化过程;另外使用廉价绿色的氯化胆碱为模板剂无溶剂法制备SSZ-13,研究了其合成条件。通过XRD、FT-IR、SEM、N2物理吸附等一系列表征手段,得到如下结果:(1)由廉价易得的A沸石转晶合成SSZ-13是一条快速高效的路线,180℃下仅需要5 h即可完全晶化。转晶法制备SSZ-13,其收率最高可达91.0%。转晶的过程包括两步:A沸石的溶解和SSZ-13的生成。在低温下A沸石的溶解和SSZ-13的生成是同时进行的;而高温下,A沸石几乎完全溶解后,SSZ-13才开始快速晶化。离子交换后的Cu-SSZ-13用于催化NH3-SCR反应,在250350℃范围内NO的转化率接近100%,和传统路线合成的SSZ-13相比具有良好的催化活性。(2)在无溶剂合成SSZ-13的过程中,H2O有着重要的作用,不仅可以加强体系的传质,还可以调节体系的碱度并促进硅物种的解聚。合适的H2O/SiO2是无溶剂合成SSZ-13的关键,而H2O的添加形式无直接影响。(3)在本论文考察配比范围内,氯化胆碱在无溶剂合成中未表现出结构导向作用。当加入少量的TMAdaOH或N,N-二甲基-N-乙基环己基溴化铵(DMECHABr)与氯化胆碱构成双模板体系时,可成功合成高结晶度的SSZ-13,此时氯化胆碱可能以一种填充物的形式存在于SSZ-13的笼中。
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