八面沸石分子筛相对结晶度的测定
八面沸石分子筛相对结晶度的测定八面沸石分子筛是一种常用的催化剂，其性能取决于晶体结构以及相对结晶度。相对结晶度是指与样品中其他晶体相比，八面沸石分子筛晶体所占的比例。
测定八面沸石分子筛相对结晶度的方法主要有X射线衍射、热重分析和吸附实验。其中X射线衍射是最常用的方法，通过测量X射线的散射强度来分析样品中不同晶体的贡献。热重分析则是利用样品在不同温度下的失重情况来计算不同晶体的比例。吸附实验则是通过将样品暴露在不同气体环境下，测量八面沸石分子筛的吸附量来计算其相对结晶度。
测定八面沸石分子筛相对结晶度的准确性和精确度对催化剂性能的评估和应用至关重要。因此，研究人员在测定中应严格控制实验条件和数据分析方法，以确保结果的可靠性和可重复性。
分子筛的一些知识
分子筛的一些知识 沸石分子筛的广泛应用，在于它具有优异的性能。为了深刻了解这些性能，就必须弄清分子筛的结构，而深入研究分子筛的结构与性能，反过来又将进一步促进它的应用和发展。 分子筛是一种晶体硅铝酸盐，因而，可以应用X-射线衍射进行结构分析。通常合成分子筛是10μ以下的粉末，在使用粉末衍射法进行测试时，对于对称性较差的沸石类型，指标化及搜集强度的工作都十分困难，因此，到目前为止，仅确定了四十多种沸石的结构，还有一半左右尚未测定出来。 倘若能够得到较大的佛石单晶，采用X-射线衍射的单晶转动法更为有效。较大的A型分子筛单晶可由种子晶体的再结晶得到。用X-射线衍射的单晶转动法，不仅可在指标化之前，引出晶胞参数，确定骨架结构，而且还可以推定出非骨架原子（或离子）和分子和位置。每一种分子筛都有特征的X-射线粉末衍射图样，因此由衍射图样的比较，可以确定沸石的类型。非晶态度的凝胶不产生衍射，故X-射线分析也可以用来观察分子筛结晶的情况，混和物的衍射图样，由各组分的粉末线迭合而成，并且衍射强度随含量而变化。所以X-射线衍射也用以确定分子筛的纯度。 现在又有一种新的红外光谱法测定分子筛的结构。通过测定已知结构分子筛的红外光谱，找出普带的特征频率与骨架结构基团间的关系，进而测定未知结构的光谱，推导出骨架结构。一般采用频率1300-200厘米-1的红外线。因为这一范围包含着（Si，Al）O4四面体的基本振动，反映出骨架结构的特征。目前，红外光谱已用于测定沸石骨架的结构类型，结构基团、骨架的硅铝组成，热分解过程中结构的变化和脱水、脱羟基过程中阳离子的迁移等。 在分子筛的应用中，表面性质十分重要。借助红外光谱，我们可以更透彻地了解沸石的表面性质以及在各种处理中的变化，如根据吸附分子引起的光谱变化，就可知道沸石表面与吸附分子相互作用，吸附分子的位置以及催化活性和表面性质的关系等。由于红外光谱的高度灵敏性，沸石结构的微小变化都在光谱中得到反映。 其他的物理测试技术如紫外光谱等也可以帮助确定分子筛的结构，但目前主要采用的是X-射线衍射和红外光谱法。 沸石A、沸石X、沸石Y和丝光沸石应用最广，对它们的结构和性能的研究也最为深刻。第一节分子筛结构概述 分子筛是一类具有骨架结构的硅铝酸盐晶体，晶体内的阳离子和水分子在骨架中有很大的移动自由度，可进行阳离子交换和可逆地脱水。 分子筛的化学组成可用以下实验式表示：M2/nO. Al2O3. xSiO2. yH2O M是金属离子,n是M的价数,x是SiO2.的分子数,也是SiO2/Al2O3克分子比,y是水分子数. 上式可以改写成M p/n[(AlO2)p()q] yH2O P是AlO2分子数,q是SiO2分子数,M,n,y同上.由上式可以看出:每个铝原子和硅原子平均加起来都有二个氧原子,若金属原子M的化合价n=1,则M的原子数等于铝原子数，若n=2，则M 的原子数等于铝原子数的一半。各种分子筛的区别，首先是化学组成的不同，如经验式中的M可为Na、K、Li、Ca、Mg等金属离子，也可以是有机胺或复合离子。 化学组成的一个重要区别是硅铝克分子比的不同。例如，沸石A、沸石X、沸石Y和丝光沸石的硅铝比分别为1.5~2、2.1~3.0、3.1~6.0和9~11。 当式中的x数值不同时，分子筛的抗酸性、热稳定性以及催化活性等都不同，一般x的数值越大，而酸性和热稳定性越高。各种分子筛最根本的区别是晶体结构的不同，因而，不同的分子筛具有不同的性质。
沸石分子筛的性能
沸石分子筛的性能 分子筛是一类具有均匀微孔，主要由硅、铝、氧及其它一些金属阳离子构成的吸附剂或薄膜类物质，其孔径与一般分子大小相当，据其有效孔径来筛分各种流体分子。沸石分子筛是指那些具有分子筛作用的天然及人工合成的晶态硅铝酸盐。 1、吸附性能 沸石分子筛的吸附是一种物理变化过程。产生吸附的原因主要是分子引力作用在固体表面产生的一种“表面力”，当流体流过时，流体中的一些分子由于做不规则运动而碰撞到吸附剂表面，在表面产生分子浓聚，使流体中的这种分子数目减少，达到分离、清除的目的。由于吸附不发生化学变化，只要设法将浓聚在表面的分子赶跑，沸石分子筛就又具有吸附能力，这一过程是吸附的逆过程，叫解析或再生。由于沸石分子筛孔径均匀，只有当分子动力学直径小于沸石分子筛孔径时才能很容易进入晶穴内部而被吸附，所以沸石分子筛对于气体和液体分子就犹如筛子一样，根据分子的大小来决定是否被吸附。由于沸石分子筛晶穴内还有着较强的极性，能与含极性基团的分子在沸石分子筛表面发生强的作用，或是通过诱导使可极化的分子极化从而产生强吸附。这种极性或易极化的分子易被极性沸石分子筛吸附的特性体现出沸石分子筛的又一种吸附选择性。 2、离子交换性能 通常所说的离子交换是指沸石分子筛骨架外的补偿阳离子的交换。沸石分子筛骨架外的补偿离子一般是质子和碱金属或碱土金属，它们很容易在金属盐的水溶液中被离子交换成各种价态的金属离子型沸石分子筛。离子在一定的条件下，如水溶液或受较高温度时比较容易迁移。 在水溶液中，由于沸石分子筛对离子选择性的不同，则可表现出不同的离子交换
性质。金属阳离子与沸石分子筛的水热离子交换反应是自由扩散过程。扩散速度制约着交换反应速度。 3、催化性能 沸石分子筛具有独特的规整晶体结构，其中每一类都具有一定尺寸、形状的孔道结构，并具有较大比表面积。大部分沸石分子筛表面具有较强的酸中心，同时晶孔内有强大的库仑场起极化作用。这些特性使它成为性能优异的催化剂。多相催化反应是在固体催化剂上进行的，催化活性与催化剂的晶孔大小有关。沸石分子筛作为催化剂或催化剂载体时，催化反应的进行受到沸石分子筛晶孔大小的控制。晶孔和孔道的大小和形状都可以对催化反应起着选择性作用。在一般反应条件下沸石分子筛对反应方向起主导作用，呈现了择形催化性能，这一性能使沸石分子筛作为催化新材料具有强大生命力。
材料结构分析思考题及答案
思考题： （XRD可参考：高等结构分析，马礼敦主编，复旦大学出版社；） （BET 和XPS目前无教材，信息来自文献和一些专业书籍） 1. X 射线多晶衍射的基本原理（了解布拉格方程） 结构：X射线管、处理台、测角仪、检测器、计算机 X射线衍射仪主要由X射线发生器(X射线管)、测角仪、X射线探测器、计算机控制处理系统等组成。 工作原理：利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射的X射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。衍射X射线满足布拉格方程：2dsinθ=nλ式中：λ是X射线的波长；θ是衍射角；d是结晶面间隔；n是整数。波长λ可用已知的X射线衍射角测定，进而求得面间隔，即结晶内原子或离子的规则排列状态。将求出的衍射X射线强度和面间隔与已知的表对照，即可确定试样结晶的物质结构，此即定性分析。从衍射X射线强度的比较，可进行定量分析。 当能量很高的X 射线射到晶体各层面的原子时，原子中的电子将发生强迫振荡，从而向周围发射同频率的电磁波，即产生了电磁波的散射，而每个原子则是散射的子波波源；劳厄斑正是散射的电磁波的叠加。2d sinθ= nλ d 为晶面间距，θ 为入射X 射线与相应晶面的夹角，λ 为X 射线的波长，正整数n 为衍射级数。即：只有照射到相邻两晶面的光程差是X 射线波长的n 倍时才产生衍射。 2. X射线物相定性分析原理及步骤 X 射线物相分析是以晶体结构为基础，通过比较晶体衍射花样来进行分析的。对于晶体物质中来说，各种物质都有自己特定的结构参数（点阵类型、晶胞大小、晶胞中原子或分子的数目、位置等），结构参数不同则X 射线衍射花样也就各不相同，所以通过比较X 射线衍射花样可区分出不同的物质。目前已知的晶体物质已有成千上万种。事先在一定的规范
沸石分子筛的水热合成及其比表面积
沸石分子筛的水热合成及其比表面积、微孔体积和孔径分布测定080704班崔旭20081721 引言 分子筛是具有均匀的微孔，且孔径与一般分子相当的一类吸附剂或薄膜类物质。具有分子筛作用的物质很多，其中应用最广的是沸石。沸石分子筛已广泛应用到石油化工、冶金、金属加工、机械制造、电子、冷冻、医药、真空技术、原子能、农业、环境保护等各领域[I--5】，成为国民经济中一种重要的材料。本研究以高岭土为原料，采用水热法合成沸石分子筛，并研究各种因素对合成的影响，及合成时沸石晶体的生长机理。水热反应过程是指在较高的温度和较高的压力下，在水中进行有关的化学反应的总称。水热条件下，水作为一种化学组分起作用并参加反应，既是溶剂又是矿化剂，同时还可以作为压力传递介质，实现无机化合物的形成和改性。 1 实验原料及仪器 高岭土(化学纯)，氢氧化钠(分析纯)，数显不锈钢鼓风干燥箱(Gzx一9070MBE)，集热式恒温磁力搅拌器(DF一10m)，循环水式真空泵[SHZ—D(111)]，高压釜(Gs一3)。 2 实验原理 取适量的高岭土，加热到一定温度后，保持一定的时间，使其晶体结构发生变化，转变为活性较高的偏高岭土，然后冷却到常温。将经过煅烧处理的偏高岭土加入氢氧化钠溶液，在一定温度下搅拌制成凝胶。再放入高压釜进行晶化反应，使其由无定形胶凝体转化为沸石晶体。晶化完成后抽滤，并用去离子水洗涤。过滤洗涤后的分子筛在80--100℃下干燥脱水即得4A 沸石原粉。 3 沸石分子筛的合成 常规的沸石分子筛合成方法为水热晶化法，即将原料按照适当比例均匀混合成反应凝胶，密封于水热反应釜中，恒温热处理一段时间，晶化出分子筛产品。反应凝胶多为四元组分体系，可表示为R2O-Al2O3-SiO2-H2O，其中R2O可以是NaOH、KOH或有机胺等，作用是提供分子筛晶化必要的碱性环境或者结构导向的模板剂，硅和铝元素的提供可选择多种多样的硅源和铝源，例如硅溶胶、硅酸钠、正硅酸乙酯、硫酸铝和铝酸钠等。反应凝胶的配比、硅源、铝源和R2O的种类以及晶化温度等对沸石分子筛产物的结晶类型、结晶度和硅铝比都有重要的影响。沸石分子筛的晶化过程十分复杂，目前还未有完善的理论来解释，粗略地可以描述分子筛的晶化过程为：当各种原料混合后，硅酸根和铝酸根可发生一定程度的聚合反应形成硅铝酸盐初始凝胶。在一定的温度下，初始凝胶发生解聚和重排，形成特定的结构单元，并进一步围绕着模板分子（可以是水合阳离子或有机胺离子等）构成多面体，聚集形成晶核，并逐渐成长为分子筛晶体。鉴定分子筛结晶类型的方法主要是粉末X-射线衍射，各类分子筛均具有特征的X-射线衍射峰，通过比较实测衍射谱图和标准衍射数据，可以推断出分子筛产品的结晶类型。此外，还可通过比较分子筛某些特征衍射峰的峰面积大小，计算出相对结晶度，以判断分子筛晶化状况的好坏。 4 实验步骤 1. 分子筛的制备 (1)NaA型分子筛
FAU沸石分子筛及其膜的合成与表征
FAU沸石分子筛及其膜的合成与表征 沸石分子筛是一类具有规则孔道的铝硅酸盐晶体材料。分子筛晶体中有许多特定大小的空穴，空穴之间通过孔（也称“窗口”）相连。由于分子筛能将比其孔径小的分子吸附到空穴内部，而把尺寸较大的分子排斥在其空穴外，起到筛分分子的作用，故得名分子筛。 这类材料用作催化剂或者吸附剂广泛应用在石油加工，石油化工产品和精细化工领域。FAU型沸石具有天然矿物八面沸石的骨架结构，孔径约为0.73nm，属于大孔沸石分子筛。由于FAU型沸石孔径较大，对于如CO2，N2，CH4这类小分子有吸附作用。 然而，骨架中的高铝含量（Si/Al比从1-1.5是NaX型分子筛,从1.5-3是NaY型分子筛）更有助于吸附CO2，这是由于带有电荷补偿离子（通常是Na+）的四极分子的静电作用。因此，FAU型沸石对CO2具有优先吸附作用。从微米到纳米的粒径改变会导致材料性质的本质改变，与微米级别沸石晶体相比，纳米沸石具有较大的外表面和更高的催化活性，较快的扩散性，以及外表面会有更多的孔裸露，因此将纳米沸石晶体应用于传统的催化和分离领域具有重要意义。 此外，将纳米晶沸石制备成薄膜，纤维膜，自支撑沸石膜等，在光化学，电化学和光电学领域也具有潜在的应用。过去的20年里，在无机多孔基底上合成出了多种多样的沸石膜材料，极大的扩展了分子筛材料对气体和液体混合物的分离研究。对于无缺陷的沸石膜，其分离机制主要是竞争吸附扩散及尺寸排除。 对于膜的检测主要通过努森扩散和毛细凝聚。FAU型沸石膜主要用于CO2的分离，例如燃烧过程中从废气中分离CO2，天然气的纯化，从合成气混合物中分离CO2等。近年来，无缺陷的纯FAU型沸石膜的制备和可再生性研究引起了人们
硅铝比、结晶度的测定
X 射线衍射法测定高岭石合成的NaY 分子筛物相组成、 结晶度、晶胞参数及硅铝比研究 程 群* （北京普析通用仪器有限责任公司 北京 100081） 摘要：由高岭石合成的NaY 分子筛经如下处理：将试样放入玛瑙研钵中充分研细，经120℃，1小时烘干，然后置于氯化钙过饱和水溶液气氛中（室温20~30℃）吸水16至24小时；将处理后试样照X 射线衍射仪(XRD)进行测定，分析其物相组成、结晶度、晶胞参数及硅铝比。该方法测得的NaY 分子筛各参数，比通常采用的化学分析方法省时、简便、重复性好，并为高岭石合成NaY 分子筛提供了有效的理论依据，从而可以及时监控合成NaY 分子筛的生产过程，降低了NaY 分子筛生产成本。 关键词：X 射线衍射仪；NaY 分子筛；物相组成；结晶度；晶胞参数；硅铝比 Study on Determining Composition, crystallinity, cell parameter and ratio of silicate to aluminium of Zeolite NaY treated from kaolinite by X-ray Diffractometer Abstract: In this paper, Zeolite NaY treated from kaolinite continued to be treated, such as ground in the agate mortar , dried in 120℃ for an hour, damped in the surroundings of supersaturated calcium chloride solution(room temperature from 20℃ to 30℃) for 16 to 24 hours, The treated Zeolite NaY was determined by X-ray diffractometer, the Composition, crystallinity, cell parameter and ratio of silicate to aluminium of Zeolite NaY was analyzed. The Analytical result showed the feasibility of synthesizing Zeolite NaY from kaolinite, Then the cost is obviously reduced. Keywords: X-ray diffractometer ；Zeolite NaY ；Composition ；crystallinity ；cell parameter ；ratio of silicate to aluminium 1 引言 Hewell 等人首先利用高岭土矿物合成NaA 沸石以来，引起了国内外学者对以天然矿物合成NaY 沸石方法的广泛重视[1-3]，而且矿物原料来源丰富，降低了成本，所以其在矿物合成NaY 沸石中，占有重要的地位。本文中，研究了XRD 测定由高岭石合成产物结晶度、晶胞参数及硅铝比，为高岭石合成NaY 分子筛提供了有效的理论依据，从而可以及时监控合成NaY 分子筛的生产过程，降低了NaY 分子筛生产成本。 2 实验原理 2.1 测定结晶度实验原理[4] 为了排除高岭石特征衍射峰的干扰，本实验选择331，333，660，555四峰为被测峰，以NaY 分子筛79Y-16为外标，用四峰的峰面积之和计量衍射峰强度，用外标法测定试样的相对结晶度，分别计算试样和外标衍射峰强度测I 和标I ，按照下式计算样品的结晶度Rc: ___________ *E-mail: qun.cheng@https://www.360docs.net/doc/bc19116443.html,
沸石beta的结晶度
沸石beta的结晶度 沸石是一种具有很高结晶度的矿石，它的结晶度通常通过X射线衍射来确定。结晶度是指晶体内部排列的有序性程度，也可以理解为晶体内部原子或分子的排列规律性。沸石的高结晶度使其具有许多特殊的物理和化学性质。 沸石的结晶度是其独特性质之一，这也是其在许多应用领域中得以广泛应用的原因之一。沸石的结晶度通常通过测量其X射线衍射图谱中的峰值强度和宽度来确定。结晶度越高，峰值越尖锐，峰值强度越高，宽度越窄。沸石的高结晶度使其具有较大的比表面积和孔隙度，从而提供了更多的活性位点和吸附空间。 沸石能够吸附和储存大量的气体和液体分子，这是由于其高结晶度所决定的。沸石的孔隙结构和分子筛效应使其能够选择性地吸附特定大小和形状的分子。这使得沸石在气体分离、催化和吸附等领域具有广泛的应用前景。例如，在石油化工行业中，沸石可以用作催化剂载体，用于催化裂化和催化重整等反应过程。此外，沸石还被广泛应用于污水处理、水质净化和空气净化等环境应用中。 沸石的高结晶度还使其具有优异的热稳定性和化学稳定性。沸石可以在高温下保持其结构的完整性和稳定性，这使得它可以在高温条件下进行各种催化和吸附反应。此外，沸石的化学稳定性使其能够在酸性、碱性和高盐度条件下稳定运行，这使得它在环境和能源领域具有重要的应用潜力。
除了在工业应用中的广泛应用，沸石还被广泛用于科学研究领域。由于其独特的结构和性质，沸石成为了材料科学、化学和地球科学等领域的研究热点。科学家们通过对沸石的结晶度进行研究，探索其结构与性能之间的关系，以及其在吸附、催化和分离等方面的应用潜力。 沸石的高结晶度是其独特和重要的特性之一，它决定了沸石在吸附、催化、分离和环境等领域中的广泛应用。通过对沸石结晶度的研究，我们可以更好地理解其结构和性质之间的关系，并进一步拓展其在各个领域的应用前景。希望随着对沸石结晶度的深入研究，我们能够更好地利用沸石这一宝贵资源，为社会发展和环境保护做出更大的贡献。
核壳型沸石分子筛的性能表征
核壳型沸石分子筛的性能表征 1催化剂性能表征研究方案 分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通 过氧桥键相连而形成分子尺寸大小(通常为0.3~2.0nm)的孔道和空腔体系，从而具有筛分分子的特性。由于具有较大的孔径，成为较大尺寸分子反应 的良好载体。目前分子筛在冶金，化工，电子，石油化工，天然气等工业 中广泛使用。沸石分子筛包含规整的纳米孔道，酸性可调，自上世纪60 年代以来，已被广泛应用于石油炼制和化工领域。 通常采用如酸处理选择去除外表面酸性位法、外表面有机官能化法、 金属和稀土氧化物改性法、SiO2的化学气相沉积(CVD)和化学液相沉积(CLD)等方法来进行沸石分子筛的外表面修饰改性以及孔口修饰以显著提 高沸石催化剂的选择性。沸石分子筛的外表面功能化是沸石分子筛择形性 控制的一个重要方法，然而，这些改性方法在屏蔽沸石分子筛外表面酸性 位的同时也会造成孔道内酸性位损失，对沸石催化剂的活性和稳定性带来 不利影响。 核壳型沸石分子筛是指通过在一种沸石分子筛晶粒的外表面上包裹生 长另一种沸石分子筛膜而形成的复合材料，在不影响沸石纳米孔道扩散性 能的情况下可实现外表面的择形改性，纯硅外壳还可将亲水性外表面改变 为疏水性。这种独特的结构特点有利于抑制发生在外表面的副反应，减少 对核相分子筛催化活性的不利影响。此外，壳层沸石分子筛还可发挥对产 物分子进行分离的功能，有利于提高催化反应的选择性。。它的结构包含 两部分：核相分子筛与壳层分子筛。通常核相分子筛为沸石单晶晶粒，而 壳层分子筛为在核相分子筛晶粒外表面包裹生长的沸石单晶或多晶膜。
2催化剂表征 2.1氨程序升温脱附(NH3-TPD) NH3-TPD法的原理是先让固体酸吸附一些碱性分子至饱和后，在真空 下低温加热除去物理吸附的分子，采用热导检测器等检测出化学吸附的 NH3探针分 子的吸附量，得到酸中心的数目，而脱附峰峰顶温度表征了活性中心 的强度，峰温越高，酸强度越大。 NH3-TPD法采用上海海欣色谱仪器有限公司生产的GC-960气相色谱仪，所使用载气为氩气，管式炉温度由程序升温控制仪精确控制，控制精 度为±0.2℃。 2.2某射线衍射法(某RD) 某RD是表征分子筛的最基本的方法。不同的分子筛类型具有不同的 组成和点阵结构，因而具有一组特征的某射线衍射峰，因此将所测得的样 品分子筛的衍射峰谱图和标准谱图相对照，即可确定样品属于何种类型的 分子筛。由某RD谱图能够获得分子筛的晶体结构以及结晶度。分子筛结 晶度的计算公式为： 结晶度=未知样品峰之和标准样品峰之和 本实验采用德国Bruker公司D8Advance某射线衍射仪，CuKα射线，管电压为40Kv，管电流为100mA，扫描速度为4°/min，扫描范围5-50°，计算机自动采集数据 2.3红外光谱分析(IR)
ZSM-5分子筛的合成及性质测定
ZSM - 5分子筛的合成及性质测定 33100224 黎鹏 (吉林大学化学学院) 摘要本实验为了了解水热合成法的主要特点和一些基本实验操作手段。掌握合 成ZSM - 5分子筛的方法，并用粉末X射线衍射法进行物相分析。 关键词粉末X射线衍射分析,ZSM —5分子筛,物相分析,粒度测定。 人工合成的沸石又被称为分子筛或沸石分子筛。传统意义上的分子筛是指以硅氧四面体［SiO4］和铝氧四面体［AIO4］为基本结构单元，通过氧原子形成的氧桥将基本的结构单元连接构成的一类具有笼型或孔道结构的硅铝酸盐晶体。在笼 内和孔道中存在着水分子和平衡骨架负电荷的可交换的阳离子，其化学式为： ［M2( I ),M( n )］O?AI2O3?nSiO2?mH2O 不同结构类型的分子筛的组成有一定的范围。当沸石分子筛的硅铝比(SiO2 /AI2O3)不同时，其性质也有所改变。 分子筛骨架结构中有许多规则的孔道和空腔，通常这些孔道和空腔内充满着水分子和平衡骨架的阳离子，孔道直径为分子大小的数量级，其中水分子可以通过加热除去，而阳离子则定位在孔道或空腔中一定位置上。分子筛的孔道具有非常大 的内表面，对极性分子和可极化分子具有较强的吸附能力，可以按吸附能力的大 小对某些物种进行选择性分离。分子筛在孔道或空腔中的阳离子可以交换，其程 度与分子筛的孔径大小及离子的价态有关。经离子交换后使分子筛的化学物理性 质有较大的变化。 高硅沸石分子筛的合成开发是沸石合成研究中的一个重要领域，20世纪60年将有 机胺等引入分子筛合成体系，开辟了有机模板法合成分子筛的新领域，诱导合成了大量的高硅铝比分子筛。ZSM —5型分子筛结构中硅(铝)氧四面体连接成比较特殊的基本结构单元。属于正交晶系，晶胞常数a=2.01 nm,b=1.99nm,c=1,34nm。 晶胞组成表示为NanAInSi96-nO192 • 16H2O。ZSM-5分子筛具有宽的硅铝比范围和特殊的孔道结构，因而具有较高的抗腐蚀性、精致的选择性以及良好的水热稳定性能，被广泛应用于催化领域，如石油加工及精细化工工业中。 7SM-5 图1 ZSM- 5分子筛结构与孔道走向图
纳米NaY型分子筛若干方面的探讨
纳米NaY型分子筛若干方面的探讨 1 概述 NaY型分子筛是人工合成的八面沸石分子筛材料，具有FAU结构，于1964年由Breck首次合成。由于NaY型沸石具有独特的孔道尺寸及结构和优良的水热稳定性，使其广泛应用于催化、离子交换和吸附材料等领域，尤其作为催化剂活性组分和催化剂载体在流化床催化裂解（FCC）领域有着不可替代的应用。 众所周知，为了缩短NaY型分子筛的晶化时间，通常采用向合成体系中添加导向剂或者提高晶化温度。但是，由于导向剂本身结构不稳定、时效性差导致其对制备温度和陈化温度要求苛刻，高温失活较快，合成产品随温度波动较大。此外，由于导向剂本身成分复杂，自身結构与导向活性至今仍没有统一定论的情况下，研究NaY沸石时，采用非导向剂法会更直观、更容易揭示分子筛的生长过程及机理。而过度提高分子筛晶化温度虽然可以缩短晶化时间，但是很容易导致杂晶相的生成。 为此，本文采用非导向剂法，不使用有机胺添加剂，以廉价常规原料在水热条件下快速合成出了纳米级NaY型分子筛，并详细考察了晶化液中铝酸钠的用量对制备纳米NaY型分子筛的影响，确定了最佳铝酸钠用量以及最佳晶化时间。 2 实验部分 2.1 试剂与仪器 硅溶胶[w（SiO2）=30%]，青岛海洋化工有限公司；铝酸钠[w （Al2O3）>45%]，化学纯，上海国药集团化学试剂有限公司；氢氧化钠[w （NaOH）>96%]，分析纯，北京化学试剂公司；去离子水，河北联合大学自制。采用日本理学株式会社D/MAX2500PC型X射线粉末衍射仪对样品进行晶相分析（XRD）。CuKα辐射（λ=0.154nm），镍滤波。管电压40kV，管电流100mA，扫描速度6°/min。采用日本日立公司S-4800扫描电子显微镜观测样品形貌，加速电压10kV。采用日本岛津公司生产的FT-IR8400S红外光谱分析仪对NaY型分子筛的骨架构型进行表征，扫面范围：400～4000cm-1， 红外光谱制样采用溴化钾粉末压片法，将NaY型分子筛粉末与溴化钾粉末按照一定的比例（质量比约为1∶100）混匀，然后在玛瑙研钵中研磨均匀，将混匀
沸石分子筛
沸石分子筛定义 沸石分子筛是结晶铝硅酸金属盐的水合物，Mx/m[（AI02）x （SiO2）y] zH20。 M代表阳离子，m表示其价态数，z表示水合数，x和y是整数。沸石分子筛活化后，水分子被除去，余下的原子形成笼形结构，孔径为3〜10Å。分子 筛晶体中有许多一定大小的空穴，空穴之间有许多同直径的孔（也称“窗口”）相连。由于分子筛能将比其孔径小的分子吸附到空穴内部，而把比孔径大的分子排斥在其空穴外，起到筛分分子的作用，故得名分子筛。 沸石分子筛结构 （ 1 ）四个方面、三种层次： 分子筛的结构特征可以分为四个方面、三种不同的结构层次。第一个结构层次也就是最基本的结构单元硅氧四面体（SiO4）和铝氧四面体（AIO4），它们构成分子筛的骨架。相邻的四面体由氧桥连结成环。环是分子筛结构的第二个层次，按成环的氧原子数划分，有四元氧环、五元氧环、六元氧环、八元氧环、十元氧环和十二元氧环等。环是分子筛的通道孔口，对通过分子起着筛分作用。氧环通过氧桥相互联结，形成具有三维空间的多面体。各种各样的多面体是分子筛结构的第三个层次。多面体有中空的笼，笼是分子筛结构的重要特征。笼分为a 笼，八面沸石笼，B笼和丫笼等。 （2）分子筛的笼： a笼：是A型分子筛骨架结构的主要孔穴，它是由12个四元环，8个六元环及6个八元环组成的二十六面体。笼的平均孔径为1.14nm,空腔体积为760[?]3。a笼的最大窗孔为八元环，孔径0.41 nm。 八面沸石笼：是构成X-型和Y-型分子筛骨架的主要孔穴，由18个四元环、4个六元环和4个十二元环组成的二十六面体，笼的平均孔径为1.25nm,空腔体积为850[?]3。最大孔窗为十二元环，孔径0.74nm。八面沸石笼也称超笼。 B笼：主要用于构成A型、X-型和Y型分子筛的骨架结构，是最重要的一种孔穴，它的形状宛如有关削顶的正八面体，空腔体积为160[?]3 ，窗口孔径为约 0.66nm,只允许NH3、H2O等尺寸较小的分子进入。此外还有六方柱笼和丫笼，这两种笼体积较小，一般分子进不到笼里去。 不同结构的笼再通过氧桥互相联结形成各种不同结构的分子筛，主要有A- 型、X 型和Y 型。 沸石分子筛的性质沸石分子筛与一般常用的固体吸附剂如硅胶、活性炭、活性氧化铝等相比，在吸附性能方面有二个显著的特点，一个是选择性吸附，另一个是高效率吸附。下面分别讨论。
L沸石的合成条件与反应性能研究
L沸石的合成条件与反应性能研究 卢亚昆;万海;任创;宋丽娟;孙兆林 【摘要】采用水热合成法成功合成了L沸石分子筛.采用X射线衍射仪、红外光谱仪等对其结构进行了表征,并在固定床装置上评价了其芳构化、异构化性能.结果表明,在L沸石合成初始凝胶组成 为:n(K2O)/n(Na2O)/n(Al2O3)/n(SiO2)/n(H2O)=5.4∶ 5.7∶1∶30∶ 500时,最佳合成条件为:晶化温度170℃,晶化时间24 h,陈化温度25℃,陈化时间2h,pH为9～10；该条件下制备的L沸石结晶度更高、骨架结构完整,并且在反应温度为460℃时液体收率达60.5％,异戊烷选择性35％.%The zeolite L was prepared with hydrothermal synthesis method. Synthesized zeolite L samples were characterized by XRD and IR, the performance of L catalysts for the aromatization and isomerization were assessed in a fixed-bed micro-reactor by using n-pentane as the feedstock. The results indicate that, at the condition of the optimal molar composition of the precursor gel is n(K2O)/n(Na2O)/n( A12O3 )/n(SiO2 )/n( H2O) = 5.4:5.7:1:30:500, the optimum conditions to get phase pure zeolite L with good crystallinity were found to be the pH value of 9~10, the crystallization temperature of 170 °C , the crystallization time of 24 h, the aging temperature of 25 °C and the aging time of 2 h. The results show that higher aromatization and isomerization catalytic activity and the yield of liquid product is 60. 5% , the selectivity of isopentane is 35%. 【期刊名称】《石油化工高等学校学报》
分子筛实验报告
分子筛的合成、表征及性能研究 姓名好 班级：好 学号：好 2014年12月31日
一、实验目的 1.了解分子筛的主要特点和用途； 2.了解水热法的主要特点和一些基本实验操作； 3.掌握X 射线衍射表征方法的原理及实验操作； 4.掌握氮气吸附法测多孔材料孔结构参数的原理及操作； 5.掌握沸石分子筛化学组成的测定方法； 6.通过比较、分析不同类型分子筛在离子交换、吸附性能上的差异。 二、实验设计思路 三、实验原理 分子筛材料，广义上指结构中有规整而均匀的孔道，孔径为分子大小的数量级，它只允许直径比孔径小的分子进入，因此能将混合物中的分子按大小加以筛分；狭义上分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成。 分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛。按孔道大小划分，小于2 nm 称为微孔分子筛，2～50 nm 称为介孔分子筛，大于50 nm 称为大孔分子筛。按照分子筛中硅铝比的不同，可以分为A 型(1.5～2.0)，X 型(2.1～3.0)，Y 型(3.1～6.0)，丝光沸石(9～11)，高硅型沸石(如ZSM －5)等，其通式为：MO.Al2O3.xSiO2.yH2O ，其中M 代表K 、Na 、Ca 等。商品分子筛常用前缀数码将晶体结构不同的分子筛加以分类,如3A 型、4A 型、5A 型分子筛等。4A 型即孔径约为4A ；含Na+的A 型分子筛记作Na-A,若其中Na+被K+置换,孔径约为3A ，即为3A 型分子筛；如Na-A 中有1/3以上的Na+被Ca2+置换,孔径约为5A ，即为5A 型分子筛。X 型分子筛称为 13X （又称Na-X 型）分子筛；用Ca2+交换13X 分子筛中的Na+，形成孔径为9A 的分子筛晶体，称为10X （又称Ca-X 型）分子筛。 A 型分子筛结构，类似于NaCl 的立方晶系结构，如将NaCl 晶格中的Na+和Cl-全部换成β笼，并将相邻的β笼用γ笼联结起来，就会得到A 型分子筛的晶体结构；X 型和Y 型分子筛结构类似于金刚石的密堆立方晶系结构，如以β笼这种结构单元取代金刚石的碳原子结点，且用六方柱笼将相邻的两个β笼联结，就得到了X 和Y 型分子筛结构；丝光沸石型分子筛结构，没有笼，是层状结构，结构中含有大量的五元环，且成对地连在一起，每对五元 合成 材料 组成、结构 性能 硅铝比 结构导向剂 介孔分子筛 A 型 沸石分子筛X 型 Y 型 氧化硅介孔 M m/2O ·Al 2O 3·nSiO 2·xH 2O 微孔 大分子吸附 小分子吸附 离子交换
合成条件对ZSM-35分子筛结构和形貌的影响
合成条件对ZSM-35分子筛结构和形貌的影响 陶蕾;孟哲;尤兴华;李春义 【摘要】分别以乙二胺、环己胺和吡咯烷为模板剂,采用静态水热晶化法合成 ZSM-35分子筛.通过XRD、SEM、低温N2吸附-脱附手段对分子筛的晶体结构、形貌和孔结构进行表征,对加料顺序、碱度、晶化温度和时间以及模板剂种类等影 响分子筛合成的因素进行考察.结果表明:ZSM-35分子筛需在较强的碱性条件下合成,晶化温度为170℃时得到的分子筛样品结晶度较好,晶化时间适当延长有利于晶 体的生长;模板剂种类对分子筛的形貌和粒径有较大影响,采用吡咯烷作模板剂在相 同条件下得到的分子筛粒径最小,同时采用乙二胺和环己胺作模板剂时,得到了片状 且分散较好的小粒径晶体. 【期刊名称】《石油炼制与化工》 【年(卷),期】2016(047)001 【总页数】6页(P39-44) 【关键词】ZSM-35分子筛;晶粒尺寸;晶体形貌 【作者】陶蕾;孟哲;尤兴华;李春义 【作者单位】中国石油大学(华东),山东青岛266555;中国石油大学(华东),山东青岛266555;中国石油天然气集团公司;中国石油大学(华东),山东青岛266555 【正文语种】中文 随着社会经济的发展，炼油工业对人类生活的影响越来越明显。炼油工业中超过80%的过程与催化有关，而分子筛是在工业催化中应用非常广泛的一种催化材料。
从20世纪40年代Barrer等[1-3]首先大规模人工合成沸石开始，沸石的合成和 应用研究得到了快速发展，逐渐成为催化剂家族中举足轻重、不可或缺的一员，极大地带动了吸附分离、炼油和石油化工的发展。其中，ZSM-35分子筛由于具有 优良的热稳定性、水热稳定性、适宜的孔径和酸性可调等优点在烯烃异构化反应中表现出优异的选择性和稳定性[4-5]，具有良好的实际应用前景。ZSM-35分子筛 是Plank等[6]在1977年首次合成，属于FER结构，具有平行于[001]面的十元环孔道(0.42 mm×0.54 nm)和平行于[010]面的八元环孔道(0.35 mm×0.48 nm)，孔道交叉处形成0.6～0.7 nm的球形笼[7]，具有优良的吸附性能和较好的择形催 化性能，同时其热稳定性和水热稳定性良好，酸性可调，是一类很有特色的新型催化材料，广泛应用于异构化、聚合、芳构化和裂化等过程[8]。ZSM-35分子筛较 小的孔道尺寸抑制了烯烃的聚合反应，是目前最优异的正丁烯骨架异构化催化剂，异丁烯的单程收率可高达41%，催化剂寿命大于360 h，Lyondell公司的Isomplus工艺首先采用该分子筛作为催化剂并实现了工业化[9]。ZSM-35分子筛的合成方法有静态合成法和动态合成法。目前，大多数ZSM-35分子筛的合成采 用的是动态合成法，晶化过程需要搅拌，操作复杂且对晶化釜要求高[8]。而静态 合成法晶化过程不需要搅拌，操作简单，普通的晶化釜就可以达到要求。目前，国内外的研究热点集中于ZSM-35分子筛的改性，以增强其催化反应性能，而关于 其静态合成过程的影响因素方面的研究报道较少。本研究主要考察合成过程中投料顺序、碱度、晶化温度、晶化时间以及模板剂种类对ZSM-35分子筛结构和形貌 的影响，并对模板剂之间的相互作用机理进行初步探究。 1.1 实验原料 硅源为硅溶胶，w(SiO2)=40%，青岛市基亿达硅胶试剂厂生产；铝源为偏铝酸钠，化学纯，国药集团化学试剂有限公司生产；碱源为氢氧化钠、氢氧化钾，分析纯，国药集团化学试剂有限公司生产；模板剂为乙二胺(EDA)，分析纯，西亚试剂厂生
低温物理吸附技术
低温物理吸附技术 ——表面积和孔结构表征 多孔材料的最大特点在于它具有“孔”，“分子筛”一词来源于此(不在于骨架结构，而在于骨架所围成的孔穴)，因此，“孔”分析(沸石的吸附能力测量) 提供了最简单并且最直接的表征方法，其性质表征包括两方面：骨架 (或固体壁部分) 和孔穴部分骨架部分包括：(1) 结构，揭示样品的结晶性，晶系，空间群，晶胞中的原子坐标，成绩和超结构(2)化学组成及组成的均匀性 (3)对性质有影响的杂质(4)对性质有影响的结构不完整性(缺陷等)孔穴部分包括孔径，孔体积，比表面，孔尺寸分布，孔穴形状等等。 目前来讲有关孔的性质都是通过低温物理吸附来测定。吸附法是让一种吸附质分子吸附在待测粉末样品 (吸附剂) 表面，根据吸附量的多少来评价待测粉末样品的比表面及孔隙分布大小的方法。低温吸附是指在恒定温度下，在平衡状态时，一定的气体压力，对应于固体表面一定的吸附量，改变压力可改变吸附量。平衡吸附量岁压力而变化的曲线成为吸附等温线，对吸附等温线的研究与测定不仅可以获取有关吸附剂和吸附质性质的信息，还可以计算固体的比表面和孔径分布 1.原理 1.1 吸附模型 低温氮吸附容量法测催化剂比表面积的理论依据就是 Langmuir
方程和 BET 方程. 朗格缪尔吸附模型假定条件为:(1)吸附是单分子层的 , 即一个吸附位置只吸附一个分子。(2)被吸附分子间没有相互作用力。 (3)吸附剂表面是均匀的。在一定温度和压力下 ,吸附剂-吸附质系统达到吸附平衡时,吸附速率与脱附速率相等 , 即达到了动态吸附平衡 ,吸附剂表面被吸附的位置可表示为:θ =K1P/(1+K1P) (1) 若以 V 表示气体分 压为 P 下的吸附量;V m 表示所有吸附位置被占满时的饱和吸附量 ;K 1 为朗格缪尔常数 , 则θ =V/V m ( 2) 由 (1) 、 (2) 式可演变为P/V=P/V m+1/K1V m, 以 P/V 为纵坐标,P 为横坐标作图 ,可得一条直线 ,从该直线斜率 1/Vm 可以求出形成单分子层的吸附量。但是, 由于很多情况下吸附剂表面都是多分子层吸附 , 由此必须引入 BET 方程,计算出多分子层的饱和吸附量 V m。 BET 模型假定条件： (1)吸附剂表面可扩展到多分子层吸附。 (2) 被吸附组分之间无相互作用力 ,而吸附层之间的分子力为范德华力。 (3) 吸附剂表面均匀。(4)第一层吸附热为物理吸附热,第二层为液化热。 (5)总吸附量为各层吸附量的总和 ,每一层都符合 Langmuir 公式。在以上假设基础上推导出的 BET 方程为:P/V(P0-P)=1/V m C+(C-1)/V m C ＊P/P0(3) 式中 V:达到吸附平衡时的平衡吸附量;Vm:第一层单分子层的饱和吸附量;P:吸附质的平衡分压; P0:吸附温度下吸附质的饱和蒸汽压;C:与吸附热有关的常数。 1.2 表面积计算 BET 计算表面积 As 的公式：As=(Vm/22414)Naσ ;其中 Vm 为
Na2CO3辅助晶化合成LSX型分子筛
Na2CO3辅助晶化合成LSX型分子筛 贾坤;李玉平;张翊;刘瑞;李晓峰;窦涛 【摘要】低硅/铝比X型(LSX)分子筛通常采用钠钾体系合成,该体系中钠钾比例及总碱度是合成纯相LSX型分子筛的2个关键条件.采用两步水热法在钠钾体系中,引入碱性较弱的Na2CO3作为第2钠源,辅助NaOH合成LSX型分子筛进行考察,旨在对体系钠钾含量及碱度进行精细调变.采用XRD、FT-IR、SEM、Raman光谱和化学分析等手段对LSX型分子筛样品的晶体结构和物化性能进行了表征.结果表明,以Na2CO3和NaOH为双钠源,当n(Na2CO3)/n(Na2O)=0.5时,在 n(H2O)/n(NaK)=11～16比值范围内均可以合成出纯相LSX型分子筛.与NaOH 单钠源相比,使用Na2CO3辅助合成LSX型分子筛可以有效拓宽其合成配比中 n(H2O) /n(NaK)的比值范围,降低LSX型分子筛的合成难度.%Low-silica X(LSX) zeolites are usually synthesized in a sodium-potassium system,and the ratios of n(Na)/n(NaK) and n(H2O)/n(NaK) are the two most important parameters in this system.Herein,LSX zeolites were hydrothermally synthesized using Na2CO3 as an auxiliary sodium source with the aim of the fine adjustment of the ratios of n(Na)/n(NaK) and n(H2 O)/n(NaK) in the sodium-potassium system.The obtained samples were characterized by XRD,FT-IR,SEM,Raman and chemical analysis techniques.The results showed that the pure LSX zeolites could be obtained using dual sodium source with n(Na2CO3)/n(Na2O) of 0.5 and n(H2O)/n(NaK) of 11- https://www.360docs.net/doc/bc19116443.html,pared to the single sodium source method,the dual sodium source strategy could obviously broaden the synthetic phase region and make it easier to synthesize the pure LSX zeolites.