發(fā)布時(shí)間：2018-02-15 11:13

  本文關(guān)鍵詞： FER分子篩 哌啶 晶化過程 MWW分子篩 骨架異構(gòu)化　出處：《催化學(xué)報(bào)》2017年11期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：鎂堿沸石(FER結(jié)構(gòu))是一種中孔沸石,具有垂直交叉的二維孔道系統(tǒng).其一為沿[010]方向的八元環(huán)孔道(0.35 nm×0.48 nm),另一為沿[001]方向的十元環(huán)孔道(0.42 nm×0.54 nm).FER分子篩是工業(yè)化的沸石催化劑之一,主要應(yīng)用于1-丁烯骨架異構(gòu)化反應(yīng).此外,FER分子篩在氮氧化物分解和還原、二甲醚羰基化、甲醇制烯烴、烷烴加氫異構(gòu)以及正構(gòu)烷烴裂化等反應(yīng)中也表現(xiàn)出極大的應(yīng)用價(jià)值.FER分子篩通常在有機(jī)模板劑的輔助下合成.常用的有機(jī)模板劑主要為有機(jī)胺化合物,包括乙二胺、吡咯烷、吡啶和環(huán)己胺等化合物.四氫呋喃等含氧化合物也可以用于導(dǎo)向FER分子篩的合成.此外,通過兩種不同尺寸的有機(jī)分子進(jìn)行組合,也可以導(dǎo)向合成FER分子篩,且這些分子篩往往具有獨(dú)特的物化性質(zhì)和催化性能.以哌啶和四甲基氫氧化銨為組合模板劑,可以得到多級孔FER分子篩.與粒徑較大的FER分子篩相比,其在低密度聚乙烯催化裂解反應(yīng)中表現(xiàn)出更為優(yōu)異的催化性能.以吡咯烷和有機(jī)硅烷為組合模板劑,可以得到多級孔FER納米片團(tuán)簇.與傳統(tǒng)的微米FER分子篩相比,該多級孔FER納米片團(tuán)簇在甲苯與芐氯的芐基化反應(yīng)中的催化活性得到顯著提高.最近,有研究者以1,6-雙(N-甲基吡咯烷)己烷和四甲基銨離子為組合,同樣得到了FER分子篩.本文以哌啶為有機(jī)模板劑合成了FER分子篩,詳細(xì)考察了合成參數(shù)(堿度、水含量)和晶化條件(晶化溫度、晶化時(shí)間)對FER分子篩合成的影響.結(jié)果表明,溫度對FER分子篩的晶化過程影響比較大.在150?C晶化時(shí),只有FER分子篩出現(xiàn)在其晶化過程中;在160或170?C晶化時(shí),其晶化過程伴隨有MWW分子篩的生成和消失.高溫有利于FER分子篩的晶化,但其易于轉(zhuǎn)化為其它雜相.凝膠硅鋁比為40.0時(shí),合成純相FER分子篩的堿度比較高;而凝膠硅鋁比為30.3時(shí),合成純相FER分子篩的堿度比較低.在低堿度晶化時(shí),不同硅鋁比的凝膠出現(xiàn)的雜相也不盡相同.凝膠硅鋁比為40.0時(shí),其產(chǎn)物為FER分子篩與MTN分子篩的混合物;而凝膠硅鋁比為36.4時(shí),其產(chǎn)物為MWW分子篩與MTN分子篩的混合物.水含量對FER分子篩的合成影響也比較大.當(dāng)水含量較低時(shí),其產(chǎn)物容易出現(xiàn)其它雜相;當(dāng)水含量較高時(shí),其產(chǎn)物為無定形物質(zhì).通過向高水含量的體系中添加FER晶種,可以得到高結(jié)晶度的FER分子篩.FER分子篩的化學(xué)組成、形貌和織構(gòu)性質(zhì)與初始凝膠的堿度密切相關(guān).初始凝膠堿度較低時(shí),產(chǎn)物的硅鋁比較高,外表面積較大,一次粒子粒徑較大且堆積疏松;初始凝膠堿度較高時(shí),產(chǎn)物的硅鋁比較低,外表面積較小,一次粒子較小且堆積緊密.此外,以哌啶為模板劑合成的FER分子篩在1-丁烯骨架異構(gòu)化反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化穩(wěn)定性和較高的異丁烯收率.
[Abstract]:Magnesia-alkali zeolite (fer) is a mesoporous zeolite. A 2-D channel system with vertical crossover. One is an octa-ring channel with 0.35 nm 脳 0.48 nm in the direction of [010], the other is a 10-member ring channel with 0.42 nm 脳 0.54 nm).FER molecular sieve along the direction of [001], which is one of the industrial zeolites. It is mainly used in the isomerization of 1-butene framework. In addition, the molecular sieve of Fer is decomposed and reduced in nitrogen oxides, carbonylation of dimethyl ether, methanol to olefin. The hydroisomerization of alkanes and the cracking of n-alkanes also show great application value. Fer molecular sieve is usually synthesized with the aid of organic templates. The main organic templates are organic amine compounds, including ethylenediamine, pyrrolidine, pyrrolidine, and so on. Compounds such as pyridine and cyclohexylamine. Oxygen compounds such as tetrahydrofuran can also be used for the synthesis of FER molecular sieves. In addition, FER molecular sieves can also be synthesized by combining two organic molecules of different sizes. These molecular sieves often have unique physicochemical properties and catalytic properties. Using piperidine and tetramethylammonium hydroxide as combined templates, multiporous FER molecular sieves can be obtained. With pyrrolidine and organosilane as the combined template, multiporous FER nanoclusters can be obtained. Compared with the traditional micron FER molecular sieve, it has better catalytic performance in the catalytic cracking reaction of low density polyethylene (LDPE). The catalytic activity of the multiporous FER nanoclusters in benzylation of toluene with benzyl chloride was significantly improved. In this paper, FER molecular sieve was synthesized with piperidine as an organic template. The synthesis parameters (basicity, water content) and crystallization conditions (crystallization temperature) were investigated in detail. The effect of crystallization time on the synthesis of FER molecular sieve. The results show that the temperature has a great effect on the crystallization process of FER molecular sieve. During C crystallization, only FER zeolites appear in the crystallization process, and in 160 or 170? The crystallization process of C was accompanied by the formation and disappearance of MWW molecular sieve. The high temperature was favorable to the crystallization of FER molecular sieve, but it was easy to be transformed into other heterogenous phases. When the ratio of gel, silicon and aluminum was 40.0, the basicity of pure FER molecular sieve was relatively high. However, when the ratio of silica to aluminum is 30.3, the basicity of pure phase FER molecular sieve is relatively low, and the heterogeneity of gel with different ratio of Si to Al is different when the ratio of Si to Al is 40. 0, and the ratio of Si to Al is 40. 0 when the ratio of Si to Al is 30. 3. The product is the mixture of FER molecular sieve and MTN molecular sieve, and when the ratio of silica to aluminum is 36.4, the product is the mixture of MWW molecular sieve and MTN molecular sieve. The effect of water content on the synthesis of FER molecular sieve is also great. When the water content is high, the product is amorphous. The chemical composition of FER molecular sieve 路fer molecular sieve with high crystallinity can be obtained by adding FER crystal seed to the system with high water content. The morphology and texture properties are closely related to the basicity of the initial gel. When the basicity of the initial gel is low, the silicon and aluminum content of the product is higher, the surface area is larger, the particle size is larger and the initial gel is loose, and when the initial gel basicity is high, The product is relatively low in silicon and aluminum, smaller in surface area, smaller in primary particle size and compact in stacking. FER molecular sieve synthesized with piperidine as template showed excellent catalytic stability and high yield of isobutene in the isomerization of 1-butene.
【作者單位】： 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所;中國科學(xué)院大學(xué);南京榮欣化工有限公司;
【基金】：supported by the National Natural Science Foundation of China(21376235) Natural Science Foundation of Liaoning Province(201602740)~~
【分類號】：O643.36

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本文編號：1513132