本文關(guān)鍵詞：聚丙烯酰胺水凝膠中不同形貌ZSM-5分子篩的合成

  更多相關(guān)文章： 聚丙烯酰胺 ZSM-5 合成 形貌

【摘要】：分子篩的形貌會(huì)影響其孔徑結(jié)構(gòu)、比表面積和酸性位點(diǎn)分布等,從而對(duì)其催化、吸附等性能產(chǎn)生很大影響。通過(guò)改變合成條件,如改變模板劑的種類或數(shù)量,改變合成凝膠的比例,改變反應(yīng)體系的酸堿性,或加入有機(jī)無(wú)機(jī)添加劑等方法均可改變合成樣品的形貌。分子篩的不同形貌一般是由于在結(jié)晶過(guò)程中具有不同表面能的不同晶面生長(zhǎng)速度不同而形成的,添加劑的加入可通過(guò)改變晶面的相對(duì)表面能而影響分子篩的生長(zhǎng)取向。本論文在ZSM-5合成凝膠中引入原位合成的聚丙烯酰胺(PAM),成功改變了合成樣品的軸取向,明顯提高了其MTO催化性能,延長(zhǎng)了催化劑壽命;并詳細(xì)考察了聚丙烯酰胺的種類、加入方法及合成條件等對(duì)ZSM-5分子篩合成及其形貌的影響。首先在原位合成的聚丙烯酰胺中成功制備了b軸取向的ZSM-5分子篩,考察了各種參數(shù)對(duì)合成的影響,確定最適宜的反應(yīng)條件是:結(jié)晶溫度為180℃,結(jié)晶時(shí)間為48 h,原位合成的聚丙烯酰胺體系中的單體、交聯(lián)劑和引發(fā)劑的質(zhì)量比為100:1:0.5。不加入聚丙烯酰胺得到傳統(tǒng)型的交錯(cuò)生長(zhǎng)橢球形的ZSM-5分子篩(Z-0),加入1%聚丙烯酰胺得到六棱柱型ZSM-5分子篩(Z-1),加入2%聚丙烯酰胺得到b軸取向細(xì)長(zhǎng)條型ZSM-5分子篩(Z-2)。通過(guò)冷凍干燥不同反應(yīng)時(shí)間的聚丙烯酰胺-ZSM-5分子篩合成凝膠,并進(jìn)行紅外分析,推測(cè)原位合成的聚丙烯酰胺中ZSM-5分子篩的形成機(jī)理為:反應(yīng)原料先形成層狀結(jié)構(gòu)的ZSM-5分子篩凝膠,層狀表面有大量的硅羥基,加入聚丙烯酰胺后,聚丙烯酰胺與這些硅羥基形成氫鍵,不利于層狀結(jié)構(gòu)表面硅羥基縮合反應(yīng)的進(jìn)行,導(dǎo)致晶體在c方向上的生長(zhǎng)速率大于a、b方向上,最終生成了b軸取向細(xì)長(zhǎng)條型ZSM-5分子篩。不同添加量聚丙烯酰胺中合成的三種形貌分子篩的弱酸量、總酸量大小排序均為:Z-0Z-1Z-2,且只有Z-2樣品具有強(qiáng)酸位。與Z-0和Z-1相比,Z-2樣品的MTO催化性能最好,甲醇轉(zhuǎn)化率100%,低碳烯烴產(chǎn)率最高達(dá)81.19%,反應(yīng)23 h轉(zhuǎn)化率仍可達(dá)到100%,低碳烯烴轉(zhuǎn)化率50.47%。這可能因?yàn)樵贛TO催化反應(yīng)時(shí),細(xì)長(zhǎng)條型分子篩b軸直孔道更短更暢通,更有利于反應(yīng)分子的擴(kuò)散,抑制焦炭生成從而提高催化劑壽命。然后考察了聚丙烯酰胺的結(jié)構(gòu)、加入方法及合成條件等對(duì)ZSM-5分子篩的合成的影響。直接加入市售的聚丙烯酰胺時(shí)合成的ZSM-5分子篩的結(jié)晶度下降,形貌不規(guī)則,合成效果不及在原位合成的聚丙烯酰胺中制備的產(chǎn)品。改變合成條件,直接加入聚丙烯酰胺,則發(fā)現(xiàn)提高溫度或添加適量聚丙烯酰胺均可以促進(jìn)ZSM-5分子篩規(guī)則形貌的形成。不添加聚丙烯酰胺時(shí),提高溫度可促進(jìn)ZSM-5分子篩平板型的形成;添加0.1 g聚丙烯酰胺時(shí),較低溫度下得到傳統(tǒng)型交錯(cuò)生長(zhǎng)的橢球形樣品,較高溫度則得到傳統(tǒng)型和六棱柱型的混合物。結(jié)果表明,加入聚丙烯酰胺后ZSM-5的合成凝膠可能被限制于其三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,限制其c軸生長(zhǎng),使細(xì)長(zhǎng)的平板型變?yōu)槎檀中汀?br/> 【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王莉;徐義明;陳英才;陸曉詠;黃益平;倪嵩波;程黨國(guó);陳豐秋;;3-氨丙基三乙氧基硅烷作用下合成多級(jí)孔道ZSM-5分子篩[J];工業(yè)催化;2014年05期

2 許烽;董梅;茍蔚勇;黃立志;李俊汾;樊衛(wèi)斌;秦張峰;王建國(guó);;ZSM-5分子篩的粒徑可控合成及其在甲醇轉(zhuǎn)化中的催化作用[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2012年05期

3 詹必增,馮宏,胡鍔,曾昭槐;ZSM-5分子篩上烷基化過(guò)程中“反向效應(yīng)”的產(chǎn)生及其克制方法[J];催化學(xué)報(bào);1993年06期

4 王斐;汪文川;黃世萍;滕加偉;謝在庫(kù);;正丁烷及丁烯-1在不同硅鋁比ZSM-5分子篩上吸附的實(shí)驗(yàn)與模型(英文)[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2007年03期

5 張領(lǐng)輝;李再婷;;ZSM-5分子篩晶粒內(nèi)擴(kuò)散對(duì)烴類裂化反應(yīng)的影響[J];石油學(xué)報(bào)(石油加工);1995年03期

6 段超;齊小峰;張睿;王紅梅;謝小莉;潘蕊娟;;不同載體制備的ZSM-5催化劑上甲醇芳構(gòu)化反應(yīng)性能[J];工業(yè)催化;2014年06期

7 陶龍?bào)J;王林勝;謝茂松;;低碳烷烴在改性ZSM-5分子篩上的氧化脫氫裂化反應(yīng)研究[J];石油學(xué)報(bào)(石油加工);1995年02期

8 楊金根,伍肇炯,吳指南;鋅改性的ZSM-5分子篩催化C_4烴類芳構(gòu)化[J];華東化工學(xué)院學(xué)報(bào);1993年02期

9 吳鎖川,黃錦凡,湯才林;HZSM-5、Co′ZSM-5及Ni′ZSM-5分子篩催化選擇性研究(Ⅲ)——甲苯烷基化和間二甲苯異構(gòu)化的量子化學(xué)處理[J];南京師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1986年03期

10 王軍;陳德民;顧海威;滕暉;任曉乾;;介孔ZSM-5分子篩材料的制備及催化應(yīng)用研究進(jìn)展[J];南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 邱園;劉國(guó)柱;王蒞;張香文;;以碳納米管為硬模板合成級(jí)孔ZSM-5分子篩[A];第十七屆全國(guó)分子篩學(xué)術(shù)大會(huì)會(huì)議論文集[C];2013年

2 佟峰;王淑倩;周濤;朱江;菅盤銘;;磷改性ZSM-5分子篩的合成[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第11分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

3 劉素麗;任立軍;雍曉靜;王林;羅春桃;;液化石油氣芳構(gòu)化催化劑ZSM-5的研究進(jìn)展[A];第九屆全國(guó)工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會(huì)論文集[C];2012年

4 焦琨;李正甲;姚小強(qiáng);徐向宇;宋家慶;;竹節(jié)形ZSM-5分子篩的合成與性能研究[A];第十七屆全國(guó)分子篩學(xué)術(shù)大會(huì)會(huì)議論文集[C];2013年

5 郭睿;王一萌;;以碳硅共聚物為原料合成多級(jí)孔道ZSM-5分子篩[A];第十四屆全國(guó)青年催化學(xué)術(shù)會(huì)議會(huì)議論文集[C];2013年

6 文鳴;王翔宇;路勇;;金屬纖維結(jié)構(gòu)化ZSM-5分子篩的制備及其催化裂解正己烷增產(chǎn)丙烯的研究[A];第十七屆全國(guó)分子篩學(xué)術(shù)大會(huì)會(huì)議論文集[C];2013年

7 王有和;李翔;劉欣梅;閻子峰;;高嶺土基質(zhì)上原位合成小晶粒ZSM-5分子篩[A];第十五屆全國(guó)分子篩學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2009年

8 季東;張海濤;譚爭(zhēng)國(guó);高雄厚;;化學(xué)元素改性ZSM-5分子篩提高活性穩(wěn)定性研究[A];第十五屆全國(guó)分子篩學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2009年

9 關(guān)，

本文編號(hào)：1149694