无有机模板剂晶种导向法合成EMC-2沸石

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EMC-2沸石属于EMT结构,八面沸石层通过错位式堆叠形成了具有12元环的大孔和两种笼形结构,即次笼和超笼,其中超笼拥有5个12元环窗口且容积为1.24 nm3,比由八面沸石层对位式堆叠而成的具有4个12元环窗口且容积为1.15 nm3的FAU结构的笼容积大,并且窗口多。这种特殊的骨架结构使其在链烷烃加氢裂化和正戊烷异构化中有优良的催化性能,在解决重油催化裂化中长链烷烃和大的芳香烃含量增多的问题上比 Y沸石有更大的潜能。但是,目前合成EMC-2沸石需要使用有机模板剂18-冠-6醚,该冠醚具有较大毒性,导致EMC-2沸石无法大规模生产。  本研究主要内容包括:⑴利用晶种导向法合成EMC-2沸石。系统地研究了晶种的类型与添加量、反应体系的碱度、投料SiO2/ Al2O3比、H2O/ SiO2比、晶化时间等实验因素对合成的影响,确定了合成EMC-2沸石的凝胶组成范围为:25~50 Na2O:25~50 SiO2:1 Al2O3:1165~2330 H2O:20 wt.% seed。⑵在无有机模板剂参与的情况下,利用晶种导向法合成出的样品XRD图与使用18-冠-6醚所得样品的XRD图完全吻合。并且在温度为58℃,原料预处理2小时后,添加晶种继续晶化12小时所得产物的相对结晶度高达121%,表明利用晶种导向法合成的EMC-2沸石的结晶度高于模板剂合成的。⑶研究晶种导向法合成EMC-2沸石的生长机理。并以此为基础解决晶种导向法合成EMC-2沸石产率低的问题。在保持良好结晶度情况下,通过将H2O/SiO2比从46.6降低至30,使产率由16.5 wt.%升高至33.4 wt.%,并且依据三个强度因素(碱度、温度和时间)的相互作用关系,当 OH-/SiO2比为2.0、投料SiO2/ Al2O3比为25、H2O/ SiO2比为30的摩尔组成,在相对结晶度为90.2%情况下产率可以达到30.1wt.%;当OH-/SiO2比为2.0、投料SiO2/ Al2O3比为20、H2O/SiO2比为30的摩尔组成,在相对结晶度为88.0%情况下产率可以达到37.1wt.%。
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