镍改性MCM-41介孔分子筛对水中甲基蓝的吸附

镍改性MCM-41介孔分子筛对水中甲基蓝的吸附
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沸石分子筛如何制备合成

沸石分子筛及其复合材料新型合成方法研究进展 沸石分子筛作为离子交换材料、吸附剂、催化剂等,在化学工业、石油化工等领域发挥着重要作用。随着新材料领域和电子、信息等行业的不断发展,其使用范围已经跳出传统行业,在诸如新型异形分子筛吸附剂、催化剂和催化蒸馏元件、气体和液体分离膜、气体传感器、非线性光学材料、荧光材料、低介电常数材料和防腐材料等方面得到应用或具有潜在的应用前景。因此,沸石分子筛的制备方法也越来越受到人们的关注。 沸石分子筛传统的制备方法主要包括水热法、高温合成法、蒸汽相体系合成法等,但随着组合化学技术在材料领域应用的不断扩大,20世纪90年代末人们将组合化学的概念与沸石分子筛水热法结合,建立了组合水热法。将组合化学技术应用到沸石分子筛水热合成之中,加快了合成条件的筛选与优化。除此之外,气相转移和干胶法等新型制备方法也被提出并应用于实践,本文对这些方法进展进行简单概述。 1. 组合化学水热法 组合化学是一种能建立化学库的合成方法,其大的优势是能在短时间内合成大量的化合物,从而达到快速、高效合成与筛选的目的。水热法合成沸石分子筛及相关材料,要考察的因素比较多,包括多种反应原料的选择及配比、反应温度及反应时间等。使用组合化学法可以减轻实验工作量和劳动强度,大大提高工作效率。 ·石墨烯·分子筛·碳纳米管·黑磷·类石墨烯·纳米材料 江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一,现专注于石墨烯、

利用组合化学水热法制备沸石分子筛,设计了一种组合反应釜,即在圆形聚四氟乙烯片上钻100个小孔,然后在其上、下表面分别用不锈钢片夹紧,形成100个水热反应器,将不同配比的水热合成液分别置于各反应器中。在一定条件下,和传统水热法一样合成沸石分子筛。他们对Na2O-Al2O3-SiO2-H2O的四组分体系进行了考察,比较了使用传统的水热法和组合水热法的差别,证实了组合化学的高效性和快速筛选性。在此基础上,科学家对组合水热法进行了改进,设计出易于自动化X射线衍射测定的装置,并用这种方法对TS-1分子筛的合成配方进行了筛选。 组合化学水热法在分子筛的制备和无机材料合成方面已有一定的应用,但其应用还很有限。同时,要利用组合化学水热法,具备以下特点:(1)每次合成要产生出尽可能多的平行结果;(2)减少每组试样量;(3)增加合成与表征过程中的自动化程度;(4)实验过程与计算机充分结合,提高实验效率。 2. 气相转移法 2.1 气相转移法制备分子筛粉末 气相转移法可用于制备MFI、FER、MOR等结构的沸石分子筛。Zhang等利用气相转移法合成了ZnAPO-34和SAPO-34分子筛,证明水是气相法合成磷铝分子筛不可缺少的组分。后来,也有人利用气相法合成了AFI和AEI的磷铝分子筛,验证了水在合成过程中的作用。在n(P2O5)/n(Al2O3)=1时,分别用三乙胺和二正丙胺与水作为模板剂合成了AlPO4-5和AlPO4-11分子筛。 ·石墨烯·分子筛·碳纳米管·黑磷·类石墨烯·纳米材料 江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一,现专注于石墨烯、

分子筛合成方法

有水热合成、水热转化和离子交换等法: ①水热合成法用于制取纯度较高的产品,以及合成自然界中不存在的分子筛。将含硅化合物(水玻璃、硅溶胶等)、含铝化合物(水合氧化铝、铝盐等)、碱(氢氧化钠、氢氧化钾等)和水按适当比例混合,在热压釜中加热一定时间,即析出分子筛晶体。合成过程可用下式表示: 工业生产流程中一般先合成Na-分子筛,如13X型与10X型分子筛的合成(见图)。在水热合成过程中添加某些添加剂可以改变最终产品的结构,如加入季胺盐可得到ZSM-5型分子筛。 分子筛 ②水热转化法在过量碱存在时,使固态铝硅酸盐水热转化成分子筛。所用原料有高岭土、膨润土、硅藻土等,也可用合成的硅铝凝胶颗粒。此法成本低,但产品纯度不及水热合成法。 ③离子交换法通常在水溶液中将Na-分子筛转变为含有所需阳离子的分子筛,

通式如下: 式中 Z-表示阴离子骨架,Me+表示需交换的阳离子,例如NH嬃、Ca2+、Mg2+、Zn2+等,原料通常为氯化物、硫酸盐、硝酸盐。溶液中不同性质的阳离子交换到分子筛上的难易程度不同,称为分子筛对阳离子的选择顺序,例如:13X型分子筛的选择顺序为Ag+、Cu2+、H+、Ba2+、Au3+、Th4+、Sr2+、Hg2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Co2+、NH嬃、K+、Au2+、Na+、Mg2+、Li+。常用下列参数表示交换结果:交换度,即交换下来的Na+量占分子筛中原有Na+量的百分数;交换容量,为每100克分子筛中交换的阳离子毫克当量数;交换效率,表示溶液中阳离子交换到分子筛上的质量百分数。为了制取合适的分子筛催化剂,有时尚需将交换所得产物与其他组分调配,这些组分可能是其他催化活性组分、助催化剂、稀释剂或粘合剂等,调配好的物料经成型即可进行催化剂的活化。

分子筛改性-3

沸石分子筛的改性方法 摘要:沸石分子筛被广泛应用于催化反应过程中,特别是在石油炼制和石油化工中得到了普遍应用。不同的催化反应,往往需要不同种类和功能的沸石分子筛催化剂。本论文主要介绍目前国内外对沸石分子筛的主要改性方法:沸石分子筛的脱铝改性、再铝化以及金属改性。 关键字:沸石分子筛;改性;脱铝 1 沸石分子筛的概念 沸石分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物。分子筛具有均匀的微孔结构,它的孔穴直径大小均匀,这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部,并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力,因而能把极性程度不同,饱和程度不同,分子大小不同及沸点不同的分子分离开来,即具有“筛分”分子的作用,故称分子筛。由于分子筛具有吸附能力高,热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点,使得分子筛获得广泛的应用[1]。 分子筛是结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分子尺寸大小的孔道和空腔体系。然而随着分子筛合成与应用研究的深入,研究者发现了磷铝酸盐类分子筛,并且分子筛的骨架元素(硅、铝或磷)也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、Mn、CO、Zn、Be和Cu等取代,因此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;按孔道大小划分为微孔、介孔和大孔分子筛。由于具有较大的孔径,成为较大尺寸分子反应的良好载体,但介孔材料的孔壁为非晶态,致使其水热稳定性和热稳定性尚不能满足石油化工应用所需的苛刻条件[2]。 2 沸石分子筛的结构及性能 2.1沸石分子筛的结构特点 沸石结构可以分为三个部分[3]:铝硅酸盐格架;格架中相互连结的孔隙(孔道和空穴):在孔道或空穴中的阳离子和水分子。在一般情况下,沸石的中心大空穴和孔道都充满水分子,这些水分子围绕着可交换阳离子形成水化球,通常在350℃或400℃下加热数小时或更长时间,沸石将失去水。这时,有效直径小到足以通过孔道的分子将易于被沸石吸附在脱水孔道和中心空穴中;而直径过大无法进入孔道的分子将被排斥,这就是大家所熟知的“分子筛”性质。 沸石的骨架中的每一个氧原子都为相邻的两个四面体所共用。构成沸石骨架的最基本的结构是硅氧(SiO4)四面体和铝氧(AlO4)四面体。几个硅(铝)氧四面体通过氧桥相互联结在一起,可以形成四元环、五元环、六元环、八元环、十二元环、十八元环等。而各种不同的多元环通过氧桥相互联结,又可形成具有三维空间的笼。由于铝原子是三价的,

沸石分子筛膜的合成方法

沸石分子筛膜的合成方法 人工制备分子筛的合成得到的一般是松散的晶粒,要得到致密的分子筛膜,分子筛晶体之间必须互生,在多孔载体上定向长成致密层,具有一定的渗透性能。近年来,随着膜技术的发展,分子筛膜制备技术取得了不小的进展,常用的有原位生长法,二次晶种法和微波合成法,此外,还有溶胶-凝胶法、嵌入法、蒸汽相法等。 一、原位水热法 原位生长法采用与分子筛粉末合成相同的方法,将载体、硅源、铝源、模板剂、碱和水按照一定的生长比例加入反应釜中,在一定温度和自生压力下水热晶化,多孔材料在载体表面附着生长,多孔载体表面生长一层致密的分子筛膜层。使用该方法已经成功制备的分子筛膜有MFI、A、SAPO-34和八面沸石膜、丝光沸石膜等。原位水热合成中,沸石膜经历成核期和生长期两个阶段。成核期,母液中的营养随着水热能量的给与而随机成核,附着在载体上,也有部分散落在营养液中;生长期,已经生成的晶核不断原位长大,载体上附着的晶核也长大并互生,连成一片致密的膜层。 膜是由分子筛晶粒互生相连而成。生长液中硅铝比、碱浓度、模板剂的比例、温度和晶化时间都对合成的膜有影响,载体的适当修饰也会对提高分子筛膜的质量。该制备方法设备简单,方法易行,易实现大批量生产,具有工业化前景。不足之处在于可控性差,晶体要优先在载体表面成核而不是溶液主体,受载体表面性质影响和晶核随机生长的影响,膜层的生长很容易不均匀,难致密,膜层厚度不易控制。该方法比较适用于管状的载体生长沸石分子筛膜。迄今为止,人们已经成功的在石英、金属、氧化铝、玻璃等多孔材料表面原位合成了高质量的MFI 型分子筛膜。而且对合成的分子筛膜进行了气体分离和液体渗透汽化分离等测试,膜表现良好。 二、二次晶种法 二次晶种法,顾名思义,先要合成纳米级或者微米级的晶种,然后将纳米晶涂覆在载体的一侧表面,再将载体置于二次生长的母液中水热晶化成膜。合成的晶种的尺寸最好控制在纳米级别,将得到的纳米晶种洗干净后使之均匀分散在溶剂中,得到晶种的悬浮液。然后采用一定的办法,例如沾取涂布法、滴涂法,旋

SBA-15分子筛

SBA-15分子筛改性方法进展 摘要:介孔分子筛SBA-15在分离、催化及纳米组装等方面具有很大的应用价值,可是由于存在化学反应活性不高等内在的缺点,大大限制了它的实际应用范围。为实现介孔分子筛SBA-15的潜在应用价值,依靠化学改性来提高它的化学反应活性。按照SBA-15负载组分的不同,SBA-15改性方法可分为:金属改性方法,酸改性方法,氧化物改性方法及其他改性方法。 关键词:SBA-15分子筛改性方法 Abstract:Mesoporous molecular sieve SBA-15 in separation, catalysis and nano-assembly has great application value.However, because of its shortcomings,for example its chemical reactivity , its practical application is limited.To realise the potential application of SBA-15,we can increase its chemical reactivity through chemical modification . The modifided methods include modified method of metal,acid modification,Oxide modification and other methods. Keywords: Mesoporous molecular sieve SBA-15 modification SBA-15具有较大的孔径(最大可达30 nm),较厚的孔壁(壁厚可达6.4 nm),因而具有较好的(水)热稳定性,在催化、分离、生物及纳米材料等领域都有广阔的应用前景,但由于它是纯氧化硅介孔材料,没有催化活性,需要负载活性组分。借助SBA-15优良的物理化学性质和结构特点,通过负载活性组分对其进行修饰改性,使其具有催化活性。 SBA-15的改性原理:介孔氧化硅材料SBA-15表面含有3种硅羟基:孤立的、孪式的和氢键的羟基。只有那些自由的硅羟基(孤立的硅羟基—SiOH和孪式的硅羟基=SiOH)具有高的化学反应活性,氢键的硅羟基则没有化学活性,但氢键硅羟基受热可以转变成自由硅羟基。具有化学活性的硅羟基是介孔材料表面化学改性的基础,通过表面硅羟基与活性组分相互作用,把催化活性位引入孔道或骨架。对介孔分子筛SBA-15进行改性的方法大体可分为直接合成法和后合成法两大类。直接合成法是指在分子筛合成的同时完成改性过程,后合成法是指在分子筛合成之后再对其进行改性。 按照SBA-15负载组分的不同,可分为金属改性的SBA-15系列催化剂,酸改性的SBA-15系列催化剂,氧化物改性的等SBA-15系列催化剂。 一、金属改性的SBA-15系列催化剂 1、SBA-15负载贵金属系列催化剂 如银建中等「1」利用超临界流体沉积法合成Ag/SBA-15纳米复合材料。超临界流体沉积法(Supercritical Fluid Deposition,SCFD)是近年来发展的一种制 的溶剂特性,备纳米复合材料方法.它克服了其它方法的缺点,充分利用超临界CO 2 零表面张力、高扩散性,将前驱物溶解并运输到基材或多孔材料的孔道内部,经过简单的泄压、还原处理,即得到担载金属的纳米复合材料。银建中等以超临界二氧化碳为溶剂,以乙醇为共溶剂,AgNO3为前驱物, SBA-15为载体,在50℃、23~

介孔分子筛SBA_15的改性研究进展

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2007年第26卷第2期 ·152· 化 工 进 展 介孔分子筛SBA –15的改性研究进展 张 微1, 2,徐恒泳2,毕亚东2,李文钊2 (1 哈尔滨师范大学化学系,黑龙江 哈尔滨150025; 2 中国科学院大连化学物理研究所应用催化研究室,辽宁 大连 116023) 摘 要:从金属改性、酸改性和氧化物改性三方面综述了介孔分子筛SBA-15的改性研究进展,重点介绍了SBA-15表面功能化后引入金属改性的方法。评述了金属纳米粒子的制备对改性的SBA-15催化剂催化性能的影响。 关键词:介孔分子筛;SBA-15;改性;催化剂 中图分类号:O 643.3 文献标识码:A 文章编号:1000–6613(2007)02–0152–06 Recent progress of modification of mesoporous silica SBA-15 ZHANG Wei 1, 2,XU Hengyong 2,BI Yadong 2,LI Wenzhao 2 (1 Department of Chemistry ,Harbin Normal University ,Harbin 150025,Heilongjiang ,China ;2 Laboratory of Applied Catalysis ,Dalian Institute of Chemical Physics ,Chinese Academy of Sciences ,Dalian 116023,Liaoning ,China) Abstract :Mesoporous silica SBA-15 has excellent physicochemical characteristics and structure properties ,but it has no catalytic active sites because SBA-15 is composed of pure silica ,and needs to be modified to introduce catalytic active sites. The recent progress of modification of mesoporous silica SBA-15 is reviewed in terms of three aspects ,metal modified SBA-15 catalysts ,acid modified SBA-15 catalysts and oxides modified SBA-15 catalysts. The effect of metal nanoparticles preparation on the catalytic properties is discussed. Key words :mesoporous molecular sieve ;SBA-15;modification ;catalyst SBA-15具有较大的孔径(最大可达30 nm ),较厚的孔壁(壁厚可达6.4 nm ),因而具有较好的(水)热稳定性,在催化、分离、生物及纳米材 料[1- 6]等领域都有广阔的应用前景。因此,对介孔氧化硅材料SBA-15的研究备受关注。 在催化应用中,虽然SBA-15有着优良的物理化学性质和结构特点,但由于它是纯氧化硅介孔材料,没有催化活性,需要负载活性组分。借助SBA-15优良的物理化学性质和结构特点,通过负载活性组分对其进行修饰改性,使其具有催化活性,成为目前的研究重点。本文综述了SBA-15现阶段的改性研究进展。 1 SBA-15的改性原理 介孔氧化硅材料SBA-15表面含有3种硅羟基 [7] :孤立的、孪式的(geminal )和氢键的羟基。只有那些自由的硅羟基(孤立的硅羟基—SiOH 和孪 式的硅羟基=SiOH )具有高的化学反应活性,氢键的硅羟基则没有化学活性,但氢键硅羟基受热可以转变成自由硅羟基。具有化学活性的硅羟基是介孔材料表面化学改性的基础,通过表面硅羟基与活性组分相互作用,把催化活性位引入孔道或骨架。 2 SBA-15的改性途径 对介孔分子筛SBA-15进行改性的方法大体可分为直接合成法和后合成法两大类。直接合成法是指在分子筛合成的同时完成改性过程,后合成法是指在分子筛合成之后再对其进行改性。按照SBA-15负载组分的不同对其改性研究,从金属改性的SBA-15系列催化剂、酸改性的SBA-15系列催化剂 收稿日期 2006–10–25;修改稿日期 2006–12–13。 第一作者简介 张微(1982—),女,硕士研究生。电话 0411–84379283。联系人 徐恒泳,研究员,博士生导师。电话 0411–84581234;E –mail xuhy@https://www.360docs.net/doc/8c18459785.html, 。

分子筛改性-2

沸石分子筛的改性方法 1 沸石分子筛的概念 沸石分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物。分子筛具有均匀的微孔结构,它的孔穴直径大小均匀,这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部,并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力,因而能把极性程度不同,饱和程度不同,分子大小不同及沸点不同的分子分离开来,即具有“筛分”分子的作用,故称分子筛。由于分子筛具有吸附能力高,热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点,使得分子筛获得广泛的应用[1]。 分子筛是结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分子尺寸大小的孔道和空腔体系。然而随着分子筛合成与应用研究的深入,研究者发现了磷铝酸盐类分子筛,并且分子筛的骨架元素(硅、铝或磷)也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、Mn、CO、Zn、Be和Cu等取代,因此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;按孔道大小划分为微孔、介孔和大孔分子筛。由于具有较大的孔径,成为较大尺寸分子反应的良好载体,但介孔材料的孔壁为非晶态,致使其水热稳定性和热稳定性尚不能满足石油化工应用所需的苛刻条件[2]。 3.3 沸石分子筛的络合剂脱铝 由于沸石耐酸性能较弱,当直接用无机酸处理使其脱铝时,其晶体结构易遭破坏。而采用络合剂(如EDTA、柠檬酸)脱铝或者采用无机酸和配合剂共同作用脱铝[11]则能够减弱对晶体结构的破坏程度。 刘辉等人[12]研究了NaY沸石在硫酸钱缓冲体系中分别用草酸、柠檬酸、酒石酸、磺基水杨酸和硫酸直接进行脱铝。在各自合适的条件下,当一次脱铝15%左右时,沸石能保持较高的结晶度。其中,当用草酸和酒石酸直接脱铝时,沸石保持的结晶度最高,可以达到95%以上,当用柠檬酸脱铝时,沸石的结晶度也能保持在90%。草酸的电离平衡和络合平衡在硫酸钱溶液中能构成很好的缓冲体系,并且,他们提出了用草酸对NaY 沸石进行脱铝的机理(图3)。

沸石分子筛的绿色合成路线

沸石分子筛的绿色合成路线 沸石分子筛材料在石油精细化工及环境治理等方面发挥着巨大的作用。通常,绝大多数沸石分子筛都是需要在有机模板参与的条件下合成,然而使用的大部分模板剂都是有毒的,这对沸石的实际生产应用有着强烈的影响。绿色合成路线是指使用较为绿色的原料来合成目标产品,并且在合成过程中减少甚至消除对环境的负面影响、减少废物的排放和提高效率。 首先,沸石分子筛所需的原料混合后,主要物种硅酸盐与铝酸盐聚合生成硅铝酸盐初始凝胶。这种硅铝酸盐凝胶是在高浓度条件下快速形成的,因此具有很高无序度,但是这种硅铝酸盐凝胶中可能含有某些初级结构单元,如:四元环、六元环等等。同时,这种凝胶和液相之间建立了溶解平衡。另外,硅铝酸根离子的溶度积与凝胶的结构和温度息息相关,随着晶化温度的变化,这种凝胶和液相之间建立起新的凝胶和溶液的平衡。其次,液相中多硅酸根与铝酸根浓度的增加导致晶核的形成,然后是沸石分子筛晶体的生长。在沸石分子筛的成核和晶体生长过程中,消耗了液相中的多硅酸根与铝酸根离子,从而引起硅铝凝胶的继续溶解。由于沸石晶体的溶解度小于无定形凝胶的溶解度,最后结果是凝胶的完全溶解,沸石分子筛晶体的完全生长。

对于合成沸石分子筛,温度是一个很重要的因素。温度变化会影响水在反应釜中的压力的变化、硅铝酸盐的聚合状态和聚合反应、凝胶的生成和溶解与转变、分子筛的成核与生长以及介稳相间的转晶。相同的体系在不同的温度下可能会得到完全不一样的物相,温度越高得到的沸石的尺寸和孔体积越小,晶体骨架密度相应增大。一般而言在150C以下,初级结构往往是四元环或六元环,而当温度高于150C,则往往是五元环的初级结构单元。由此可见,在高温水热条件下,无机物(主要是硅铝酸盐物种)的造孔规律和晶化温度与水蒸汽压之间存在着密切的联系。 为克服常规水热法合成沸石分子筛过程中由于溶剂水的引入造成的含碱废水排放,合成体系压力过高、单釜产率过低等问题,人们开发出了无溶剂法绿色沸石分子筛合成路线。过对晶化过程中晶化产物的表征结果发现,无溶剂法合成沸石分子筛经历如下过程:晶化初期,固相原料在无定形二氧化硅中逐渐发生扩散,并伴随着硅物种的聚合;随着晶化时间的延长,无定形的二氧化硅逐渐向晶体转换。总的来说,固相合成反应过程经历了初始原料混合和扩散,硅羟基的不断缩合等过程,最终使得反应原料在固相状态下转换为silicalite-1沸石分子筛。

分子筛改性

分子筛改性- 沸石分子筛的改性方法 2沸石分子筛的结构及性能 2.1沸石分子筛的结构特点 沸石结构可以分为三个部分[3]:铝硅酸盐格架;格架中相互连结的孔隙(孔道和空穴):在孔道或空穴中的阳离子和水分子。在一般情况下,沸石的中心大空穴和孔道都充满水分子,这些水分子围绕着可交换阳离子形成水化球,通常在350℃或400℃下加热数小时或更长时间,沸石将失去水。这时,有效直径小到足以通过孔道的分子将易于被沸石吸附在脱水孔道和中心空穴中;而直径过大无法进入孔道的分子将被排斥,这就是大家所熟知的“分子筛”性质。 沸石的骨架中的每一个氧原子都为相邻的两个四面体所共用。构成沸石骨架的最基本的结构是硅氧(SiO4)四面体和铝氧(AlO4)四面体。几个硅(铝)氧四面体通过氧桥相互联结在一起,可以形成四元环、五元环、六元环、八元环、十二元环、十八元环等。而各种不同的多元环通过氧桥相互联结,又可形成具有三维空间的笼。由于铝原子是三价的,所以铝氧四面体中有一个氧原子的价电子没有得到中和,这样就使整个铝氧四面体带有一个负电荷,为了保持电中性,这个负电荷由处在骨架外的单价或多价阳离子来补偿。

沸石中的阳离子可被其它阳离子交换,并保持骨架结构不发生变化。由于阳离子的大小不同,以及在晶穴中位置的改变,可以影响沸石的孔径发生变化。另外,由于沸石中不同阳离子所产生的局部静电场不同,水合阳离子的离解度也不同,因而对吸附质分子的极化能的影响也不同,从而影响了沸石筛分分子的作用和吸附、催化性能,所以沸石的离子交换作用是沸石能够改性的原因之一。沸石中的阳离子位置可以发生改变,也可以被其它阳离子交换,并保持骨架结构不发生变化,这一点对沸石的应用是非常重要的。 沸石分子筛的结构特点归纳为以下几点: 1沸石分子筛具有高度有序的晶体结构和大量均匀的微孔,其孔径与一般物质的分子大小属同一数量级,空旷的骨架结构,使得晶穴体积约为总体积的40%~50%。 2分子筛具有很大的表面积,其表面积主要存在于晶穴内部,外表面积仅占总表面积的1%左右。 3明确的孔结构,对客体分子表现择形性。择形性是由反应物、产物或过渡态分子的扩散差别引起的,这方面已有大量的研究。沸石分子筛的这一性质可以通过孔道尺寸的剪裁来改变[4]。 4沸石呈现离子型电导性,这是由于阳离子可以通过孔道移动。阳离子携带电流的能力取决于离子的淌度、电荷大小和其在结构中的位置。 5沸石的酸碱稳定性各不相同,

介孔分子筛的表面修饰及其吸附性能研究

介孔分子筛的表面修饰及其吸附性能研究

摘要 本研究通过采用碱性室温晶化法合成MCM-41分子筛,在水热条件下,探索了采用CTMAB(十六烷基三甲基溴化胺)作为模板剂、TEOS(正硅酸乙酯)作为硅源合成MCM-41分子筛的工艺条件,通过MCM-41分子筛的合成后采用XRD和红外光谱等手段对所合成的分子筛样品进行了表征分析。探索MCM-41和MCM-41-NH2在相同条件下对布洛芬的吸附效果。 结果表明:利用此方法能够很好地合成MCM-41分子筛,并对材料进行后修饰,上氨基官能集团,并在同等实验条件下用两种材料进行药物负载与缓释实验,实验结果表明MCM-41和MCM-41-NH2都有一定的药物负载能力。吸附效果经过修饰的MCM-41-NH2优与修饰前的。 关键词:MCM-41分子筛;MCM-41-NH2分子筛;布洛芬;合成;药物缓释

MCM - 41 surface modification of mesoporous molecular sieve and its adsorption performance Abstract Molecular sieve as one of a kind of important chemical materials, because of its neat, large specific surface area, porous water thermal stability, as well as the advantages of pore size is adjustable and is widely used in chemical, petrochemical and other fields. It can be used as a catalyst, absorbent, ion exchanger and other a variety of functional materials. This article USES the basic synthesis method of MCM - 41 molecular sieve, room temperature crystallization under hydrothermal conditions, explores the using CTMAB as template agent, TEOS as silicon source to synthesize MCM - 41 molecular sieve technology conditions, by using XRD and ftir methods for the synthesis of molecular sieve samples have been characterized. Explore the MCM - 41 and MCM - 41 - NH2under the same conditions of ibuprofen adsorption effect. Results show that this method can effectively synthesize MCM - 41 molecular sieve, the same condition after amination of MCM - 41 - NH2 adsorption effect is better than MCM - 41. While the release effect of the two materials is poor. Key Words:MCM - 41 molecular sieve; MCM - 41 - NH2molecular sieve; Ibuprofen;Synthesis; Drug release

Ce元素改性对分子筛性能的影响

2013年5月 贵 金 属 May 2013 第34卷第2期 Precious Metals V ol. 34, No. 2 收稿日期:2012-05-16 修回日期:2013-03-05 基金项目:云南省科技计划项目(2009CD103、2010ZC257)资助。 第一作者:蔺广森,男,硕士,助理工程师,研究方向:分子筛材料改性。E-mail :281793779@https://www.360docs.net/doc/8c18459785.html, Ce 元素改性对分子筛性能的影响 蔺广森1,戴 红2,常仕英1,赵云昆1,王亚明1,杨冬霞1 (1. 昆明贵研催化剂有限责任公司,昆明 650106;2. 昆明学院,昆明 650214) 摘 要:通过离子交换法以分子筛为原料进行稀土元素Ce 的改性,并负载贵金属Pd 制备出整体式 催化剂材料,利用对比实验考察了改性分子筛的孔结构、储氧量、低温碳氢吸附活性、台架储氧能 力和催化活性。采用低温氮吸附(BET)、程序升温还原(TPR)、台架性能测试(AFR)和台架储氧能力 (OSC)进行了表征。结果表明,改性分子筛在比表面积、孔容上有所下降,但是提高了催化剂低温 碳氢的吸附活性、台架储氧能力、储氧量和催化活性。 关键词:物理化学;分子筛;改性;稀土;催化;离子交换 中图分类号:O643.3 文献标识码:A 文章编号:1004-0676(2013)02-0030-05 The Influence of the Modification with Ce on the Performance of Molecular Sieve LIN Guangsen 1, DAI Hong 2, CHANG Shiying 1, ZHAO Yunkun 1, W ANG Yaming 1, YANG Dongxia 1 (1. Kunming Sino-Platinum Metals Catalyst Co. Ltd., Kunming 650106, China; 2. Kunming University, Kunming 650214, China) Abstract: Molecular sieve was modified by ion exchange process with Ce and monolithic catalyst loading Pd was prepared with the sieve. Investigations of pore structure, oxygen storage capacity, low temperature hydrocarbon adsorption activity, bench oxygen storage capacity and catalytic activity of modified molecular sieve were carried out. The experimental results of BET, TPR, AFR and OSC indicated that the surface area and pore volume were decreased but the low temperature HC adsorption, oxygen storage capacity and catalytic activity were improved. Key words: physical chemistry; molecular sieve; modification; rare earth metals; catalysis; ion exchange 近年来,机动车尾气排放对全球环境的污染越 来越严重,已经成为各大城市主要的大气污染源。 并且矿物燃料是不可再生资源,随着机动车的发展,这些不可再生资源的消耗终究会成为能源方面的危 机,另外全球将近50%的CO 、HC 和NO x 排放来自于 机动车[1],不仅破坏了人类赖以生存的坏境,更严 重危害到了人类的健康。因此,解决机动车尾气的 排放和处理目前的能源危机成为了我们共同面对的 当务之急。一方面,全球加大了机动车尾气中有害物质的排放控制,例如1970年美国的《清洁空气法》[2],欧洲1990年10月的欧1标准到2005年的欧四标准[3]。另一方面,开发新型的可持续能源,例如新型天然气汽车、太阳能汽车的出现。但是新型可持续能源的开发和利用需要很长的周期,基于越来越严格的排放法规,现阶段只能从尾气排放的后处理技术入手,开发出新型高效的尾气催化剂材料。 机动车尾气中HC 化合物对于大气的污染和人类的健康有很大的危害。目前多种催化剂对于HC 污染物的低温处理存在缺陷。分子筛本身由于高的比表面积、稳定性、多孔性以及酸性对尾气中的污染物质有较好的吸附和分离作用[4],尤其对于低温HC 处理表现出了良好的效果,成为了汽车尾气后处理技术中的新型材料,但是分子筛的抗水热、储氧 和粘结性较差。研究表明[5]氧化铈由于它独特的储 放氧能力,在加入催化剂材料中可以很好的提高催化剂的活性,稳定性以及选择性[6]。本文以此为出

介孔分子筛的催化应用

介孔分子筛的催化应用及前景 Xxx (xxxx大学,理学院,南京210000) 摘要:本文简要介绍介孔分子筛的定义、应用现状、现阶段分子筛作为催化剂的缺点及发展前景。 关键词:介孔分子筛;催化作用;应用 中图分类号:TQ324.9 文献标识码:A 文章编号:1000-0000(2013) 介孔分子筛,是指孔径在2~50 nm、孔分布均匀且具有规则孔道结构的无机多孔材料。通常以表面活性剂为模板剂,利用溶胶-凝胶、乳化或微乳化等化学过程,通过有机物和无机物之间的界面作用进行合成。由于孔径较大且可调节,适合于一些较大分子的催化转化;具有很大的比表面(≈ 1000m2/g),可以作为优良的催化剂载体,经过优化合成条件或后处理,具有很好的热稳定性和水热稳定性[1]。1992年Mobil科研人员报道了有序介孔材料 M41S的合成, 为制备介孔催化剂提供了基础[2]。 与微孔分子筛相比,介孔分子筛具有可调的、较大的孔径和大的表面积,可在催化材料和载体、传感器、吸附剂以及化学组装和分子器件等方面有着广泛的用途,但对材料均具有一些特殊属性的要求,如表面缺陷、界面性能、立体构型、电子密度和酸性等。纯氧化硅介孔分子筛因孔壁为无定型,因而水热稳定性较差;由于硅氧四面体为一电荷平衡体系,因此纯硅的骨架中晶格缺陷少,表面酸中心浓度低且酸性很弱;氧化硅不具有氧化还原性能等。因此纯硅的介孔分子筛通常不能直接用作催化剂,对介孔分子筛进行功能化改性,使其具有一定的催化活性。为此,国内外学者对此开展了大量的研究工作,包括对纯硅的分子筛进行杂原子取代、有机-无机嫁接(杂合)和负载化制备等。通过功能化制备,使其具有强酸中心或氧化还原中心,从而获得较高的催化活性。 1 介孔材料的应用现状 介孔分子筛现今的应用主要表现在作为酸中心的催化剂方面,介孔分子筛作为酸催化剂主要用于石油加工过程,由于MCM-41分子筛具有较大的比表面积和较高的吸附容量因而它对芳烃烷基化、烯烃齐聚及渣油裂化反应具有独特的催化性能,将它用于催化 Friedel-Crafts烷基化反应,对于大分子2,4-二叔丁基酚用肉桂醇的烷基化以及醇类和酚类的四氢呋喃烷基化中,小孔分子筛只有很低的催化活性,而在MCM-41介孔分子筛上的转化率则在60%以上,Corma等报道MCM-22对于短链烯烃与苯的烷基化反应也有很强的催化性能和选择性,与β沸石相比,它具有类似的活性和较好的稳定性。 对于酸催化的反应, 介孔材料的规则孔道使反应物和产物容易扩散, 减少不需要的连续反应及吸附造成的催化剂失活。这些特征在石油炼制、石油化工和有机合成领域总是很有用的。 Mobil公司提出利用MCM-22,MCM-36,MCM-49等介孔分子筛作为催化剂,在低碳烯烃间转化的骨架异构反应中,虽然MCM-22与ZSM-5相比,需要提高反应温度50℃才能获得较高的转化率,但由于MCM-22具有12元环和1.8nm的笼,可获得较少的烯烃和较多的C5饱和烃,直馏石脑油裂解过程中,和ZSM-5相比,在540℃和0.3MPa的条件下,MCM-41可获得更多的C5-C3烯烃(74%:54%)和较少的低碳气体和直链烃(11%:29%),而且它对异构烷烃的选择性特别高。

最新分子筛的合成、表征及性能研究

分子筛的合成、表征及性能研究

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分子筛的合成、表征及性能研究 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Z S M-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

分子筛改性

分子筛的改性主要方法有:加入模板剂(控制含量),老化时间(温度)、搅拌速度、晶化时间(温度)以及碱度控制,吸附一些金属离子等 硅烷化改性ZSM-5分子筛用于催化脱蜡催化剂 改性方法:利用分子模拟技术,筛选分子大小合适的硅烷模板化含物A对ZSM-5分子筛进行表面修饰,并对改性分子筛性质进行了表征 改性结果:在改性温度50℃,硅烷化合物A质量分数为5%的条件下,可制备选择性良好的改的ZSM一5分子筛。将其用于制备新型催化脱蜡催化剂,在压力为6.5 MPa,氢气/原料油(体积比)为500,空速为1.0 h-1的条件下,与未改性者相比,前者柴油收率提高了2.7个百分点,凝点降低了2℃。改性后的分子筛对正己烷的吸附选择性增加,对环己烷的吸附含量减小。 刘丽芝,郭洪臣.硅烷化改性ZSM-5分子筛用于催化脱蜡催化剂;[J]石化技术与应用,2009,27(3),242-245 直链烷烃对Ti-HMS分子筛合成的影响 改性方法:以十二胺为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,钛酸四丁酯为钛源,直链烷烃正己烷或正辛烷为有机添加剂,在室温下合成出具有较大孔径的Ti-HMS分子筛。 结果:研究了烷烃对Ti-HMS分子筛的扩孔作用及对分子筛结晶度和催化性能的影响,结果表明,加入的烷烃越多,分子筛的孔径越大;烷烃链长越长,对Ti-HMS的扩孔作用越显著, 将加入烷烃所得的Ti-HMS用于模拟燃料中),4,6-二甲基二苯并噻吩的氧化脱除反应,结果发现,Ti-HMS的催化氧化活性有所提高,对4,6-二甲基二苯并噻吩的脱除速率增大 孙德伟,李钢,金长子,赵丽霞,王祥生;直链烷烃对Ti-HMS分子筛合成的影响;[J]催化学报,2007,28(5),479-483 小晶粒SAPO-11分子筛的合成、表征与异构化性能研究 改性方法:通过调整反应物凝胶的老化条件和原料配比,制备了亚微米级晶粒尺寸的SAPO-11 分子筛。以二正丙胺和二异丙胺的混合物为模板剂 单胺法:选用二正丙胺(DPA)和二异丙胺(DIPA)两种有机模板剂,将两种有机胺分别进行合成。双胺法:是以DPA和DIPA为混合模板剂合成SPAQl 1分子筛的方法 结果:以小晶粒SAPO-11分子筛为载体的催化剂与以常规SAPO-11 为载体的催化剂相比,不仅正十六烷异构化反应的转化率有大幅度提高,而且异构化的选择性也得到的明显改善,表现出了良好的长链烷烃异构化性能。 张胜振,陈胜利,董鹏,袁桂梅,小晶粒SAPO-11分子筛的合成、表征与异构化性能研究,中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室 小晶粒ZSM-35分子筛的合成 改性方法:原料中加入适量的十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇400,可使ZSM-35分子筛的粒度减小;较短的晶化时间和较高的合成釜转速有利于合成小晶粒ZSM-35分子 结果:小晶粒ZSM-35具有较高的骨架异构烯烃选择性和较少的副反应产物。 谢素娟,李玉宁,刘盛林,王清遐,徐龙伢,小晶粒ZSM-35分子筛的合成,[J].石油学报,2006,10,64-67 新型复合分子筛的制备及其吸附脱硫性能研究 改性方法:用碱处理沸石ZSM-5的浆液作为硅铝源.合成了一系列新型微孔-介孔复合分子

介孔分子筛的应用研究进展解读

介孔分子筛的应用研究进展 摘要:介孔分子筛是最近几年来引起人们关注的一种新型功能材料,它具有孔分布有序且孔径均匀等结构优点,所以它在催化反应、载体的制备、材料、吸附和分离等领域中有潜在的应用价值。本文主要综述了介孔分子筛的类型和特点,以及其在上述各领域中的应用,尤其介绍了介孔分子筛固体碱催化剂在有机合成中的应用,并对它再催化领域中的应用和价值做了展望。 关键词:介孔分子筛新型功能材料催化载体材料固定吸附和分离有机合成研究进展应用价值 Abstract Mesoporous molecular sieves , as a totally new functional material , has successfully caught a prodigious attention of researchers on chemical application and its major perspective. In terms of catalytic reaction , the preparation of carrier , material , adsorption and separation , it has a important latent application in the large molecule chemistry and the related processing technology. Based on a large number of reference , a brief review is presented on its development, classification and especially organic synthesis methods. Key words mesoporous molecular sieves ; applications ; catalytic reaction ; carrier ; new material ; adsorption and separation ; organic synthesis

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