MCM-48介孔分子篩孔道結(jié)構(gòu)呈三維螺旋排列、比表面積較大、骨架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,但純硅MCM-48由于存在酸強度低、離子交換能力差、熱穩(wěn)定性較弱和缺少必要的催化活性中心等缺點,限制了其在催化領域的應用。因此,開發(fā)酸強度高、穩(wěn)定性好和催化活性佳的高質(zhì)量介孔分子篩具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本文采用原位摻雜水熱合成法合成過渡金屬鋯改性的MCM-48介孔分子篩,并以硝酸銨溶液進行修飾,同時以等體積浸漬制得Ni/H-Zr-MCM-48催化劑。XRD、N2吸附-脫附、SEM、TEM、NH3-TPD等表征結(jié)果表明Zr/Si摩爾比0.02,120°C下晶化72 h,550°C下焙燒5 h,所合成的Zr-MCM-48介孔分子篩具有典型三維立方結(jié)構(gòu),晶型完美可控,有序性較強。相較于MCM-48介孔分子篩,硝酸銨溶液修飾處理后制備的H-Zr-MCM-48催化劑樣品結(jié)構(gòu)并沒有被完全破壞,仍具有MCM-48三維立方結(jié)構(gòu)并具有更多的酸性中心。相較于Zr-MCM-48和H-Zr-MCM-48,Ni/H-Zr-MCM-48催化劑雖然在孔道結(jié)構(gòu)上有一定破壞,但總體上依然保持MCM-48三維立體結(jié)構(gòu)且總酸量增加,活化處理后的樣品比未經(jīng)修飾的樣品具有更多的酸性中心。以H-Zr-MCM-48和Ni/H-Zr-MCM-48酸性介孔分子篩作催化劑,對正庚烷異構(gòu)化反應催化性能進行研究,考察了金屬含量、反應溫度、,反應時間和還原溫度等因素對反應結(jié)果的影響。實驗結(jié)果表明,同等反應條件下與Zr-MCM-48相比,當鋯硅摩爾比為0.02、反應溫度為260°C、反應時間為130 min時,H-Zr-MCM-48對正庚烷異構(gòu)化反應的轉(zhuǎn)化率達到44.6%。負載金屬鎳后,Ni/H-Zr-MCM-48催化劑庚烷轉(zhuǎn)化率和異庚烷選擇性分別達到58.3%和85%,而且在反應6 h以后依然具有較高的催化活性。
【學位單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O643.36
【部分圖文】：

子篩具有最小表面拓撲結(jié)構(gòu)，且具有鏡面對稱的三長程周期性良好、骨架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可明顯減少孔阻MCM-41，立方相 MCM-48 在催化、分離及吸附等立方相區(qū)范圍狹窄，合成條件苛刻，因而 MCM-48 件對成功合成 MCM-48 及改性 MCM-48 介孔分子化溫度，晶化時間，焙燒溫度，焙燒時間等條件對分別進行討論。響r 含量的樣品 XRD 譜圖，由圖可知，所合成的介孔MCM-48 的特征衍射峰在摻雜金屬鋯后均發(fā)生了不(nZr/nSi≤0.06)，在 2θ=2-4°之間可觀察到(211)和(22征依然存在。隨金屬摻雜量的增加(nZr/nSi=0.1)，雖征峰的強度逐漸下降，這可能是因為隨著金屬鋯含介孔結(jié)構(gòu)遭到破壞。因此，選擇合適的金屬與硅的的重要條件。

正電模板膠束與母液中負電荷形成靜電平于溶液中時，膠束之間的距離由于表面正電荷密度縮。由此分析可知，摻雜雜原子后，當無機物種在模無機墻相對純硅分子篩變薄[68]。從圖 3.1 可看出，-MCM-48 有序性最佳。的影響晶化溫度下 Zr-MCM-48 的 XRD 譜圖。從圖中可以間時，可觀察到 MCM-48 的特征衍射峰(211)和(2(220)特征衍射峰最強，且在 2θ=4o~5o區(qū)間可觀察0℃晶化溫度下合成的 MCM-48 介孔分子篩有序性最才能滿足六方相 MCM-41 轉(zhuǎn)化為立方相 MCM-48 所溫度過高時(＞120 °C)特別是在在 170 °C 晶化溫度成 MCM-48 介孔分子篩的晶化溫度通常選擇在 100方相 MCM-41，晶化溫度過高容易形成層狀結(jié)構(gòu) M

圖 3.3 不同晶化時間的樣品 XRD 譜圖(a) 24 h，(b) 48h，(c) 72h，(d) 96h的影響熱法合成的 Zr-MCM-48 分子篩原粉中含有大量模板但焙燒溫度對分子篩骨架結(jié)構(gòu)的形成具至關重要的-MCM-48 的 XRD 譜圖。通過圖 3.4 可看出，在 55品的(211)和(220)特征衍射峰，且(420)和(332)衍射峰燒時，所合成的 Zr-MCM-48 介孔分子篩有序度最好板劑，而且模板劑與分子篩之間的氫鍵、配鍵或者范性及有序度有較大影響，這不利于成功合成分子篩�？焖俜纸�，大量水分子在短時間內(nèi)就可生成，這些孔壁坍塌[73]。

【參考文獻】

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本文編號：2811131