本文關(guān)鍵詞：多級孔道ZSM-5分子篩的合成、表征及催化活性研究

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【摘要】：多級孔道分子篩不僅具有良好的擴(kuò)散性能,而且具有良好的熱和水熱穩(wěn)定性以及抗積碳能力,在重油裂化、大分子催化及精細(xì)化工領(lǐng)域中具有重要作用。它的設(shè)計(jì)、合成及催化應(yīng)用成為了目前催化領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。多級孔道分子篩的合成方法大致分為兩類：一類是對分子篩進(jìn)行后處理,主要包括脫硅法和脫鋁法；另一類是直接合成多級孔道分子篩,主要包括硬模板法、軟模板法以及小分子模板原位組裝制備納米粒子聚集體的方法。在軟模板法中最大的問題是模板劑之間是競爭而非協(xié)同作用產(chǎn)生相分離。其中雙功能模板劑的使用能有效避免相分離,得到形貌各異的多級孔道結(jié)構(gòu)分子篩,但雙功能模板劑多未商業(yè)化,其價(jià)格昂貴,制備繁瑣,很難大規(guī)模應(yīng)用。本文擬采用簡單易得的表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)作為介孔模板劑,以具有弱結(jié)構(gòu)導(dǎo)向能力的1,6-已二胺(HDA)作為有機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑,通過調(diào)控合成條件,增強(qiáng)介孔模板劑膠束生成過程和分子篩生長過程的匹配度,降低兩者的競爭作用制備多級孔道ZSM-5分子篩。全文主要圍繞以下兩部分工作進(jìn)行：第一部分以HDA作為有機(jī)結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑制備ZSM-5分子篩納米聚集體,合成過程中加入CTAB抑制聚集體納米粒子之間的相互融合,一步水熱合成了具有高外比表面積、大介孔孔容以及規(guī)則介孔孔徑分布的多級孔道ZSM-5分子篩納米粒子聚集體。所得多級孔道ZSM-5分子篩具有良好的結(jié)晶度,其總比表面積高達(dá)426A m2/g、孔容高達(dá)0.46 cm3/g,在LDPE裂解反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。文章考察了硅源、硅鋁比、CTAB及其用量等對多級孔道ZSM-5分子篩差異性的影響,通過對晶化過程的考察探究了分子篩的合成機(jī)理以及CTAB在合成過程中所起的作用。第二部分加入Sililite-1膠態(tài)晶種,加快晶化速度、縮短晶化時(shí)間,利用CTAB組裝晶種,合成分子硅鋁比范圍為30～600的多級孔道ZSM-5分子篩,外比表面積范圍為54.5～113.3 m2/g。所得分子硅鋁比為100的ZSM-5分子篩負(fù)載Ru后在愈創(chuàng)木酚加氫脫氧反應(yīng)中反應(yīng)1h的轉(zhuǎn)化率高達(dá)47%,說明酸量是決定分子篩催化活性的關(guān)鍵因素�？疾觳�(yōu)化了高硅鋁比多級孔道ZSM-5分子篩制備的條件。
【關(guān)鍵詞】：ZSM-5 多級孔道 水熱合成 硅鋁比 CTAB 晶種
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-17
• 第一章 緒論17-35
• 1.1 ZSM-5分子篩17-21
• 1.1.1 ZSM-5分子篩的組成和結(jié)構(gòu)17-18
• 1.1.2 ZSM-5分子篩的特性18-20
• 1.1.3 ZSM-5分子篩的應(yīng)用20-21
• 1.2 介孔分子篩21-22
• 1.3 合成多級孔道ZSM-5分子篩的方法22-34
• 1.3.1 脫硅法合成多級孔道ZSM-5分子篩23-24
• 1.3.2 脫鋁法合成多級孔道ZSM-5分子篩24-25
• 1.3.3 硬模板法合成多級孔道ZSM-5分子篩25-29
• 1.3.4 軟模板法合成多級孔道ZSM-5分子篩29-32
• 1.3.5 小分子模板原位組裝制備ZSM-5納米粒子聚集體32-34
• 1.4 論文選題思路34-35
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分35-39
• 2.1 主要化學(xué)試劑及藥品的說明35-36
• 2.2 合成分子篩的物化性能表征36-38
• 2.2.1 X射線衍射分析(XRD)36
• 2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)36
• 2.2.3 N_2吸附-脫附(N_2 adsorption-desorption)36
• 2.2.4 熱重分析(TG-DTG)36-37
• 2.2.5 傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)37
• 2.2.6 程序升溫脫附(NH_3-TPD)37
• 2.2.7 固體魔角核磁共振(~(27)Al MAS NMR、~(13)C MAS NMR、~(29)Si MAS NMR)37
• 2.2.8 透射電子顯微鏡(TEM)37-38
• 2.2.9 電感偶合等離子體原子發(fā)射光譜(原子發(fā)射光譜(ICP-AES)38
• 2.3 合成分子篩的催化活性表征38-39
• 2.3.1 低密度聚乙烯(LDPE)的催化降解38
• 2.3.2 愈創(chuàng)木酚(鄰甲氧基苯酚)加氫脫氧到苯的反應(yīng)38-39
• 第三章 雙模板法制備多級孔道ZSM-5分子篩：由介孔硅鋁物種原位轉(zhuǎn)換到多級孔道分子篩39-65
• 3.1 前言39-40
• 3.2 實(shí)驗(yàn)步驟40-41
• 3.2.1 原料40-41
• 3.2.2 多級孔道ZSM-5分子篩的合成41
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論41-64
• 3.3.1 不同晶化條件41-55
• 3.3.2 形成機(jī)理和晶化動力學(xué)的研究55-61
• 3.3.3 催化活性61-64
• 3.4 本章小結(jié)64-65
• 第四章 晶種輔助法制備多級孔道ZSM-5分子篩65-83
• 4.1 前言65-66
• 4.2 實(shí)驗(yàn)步驟66-67
• 4.2.1 晶種的合成66
• 4.2.2 多級孔道ZSM-5分子篩的合成66-67
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論67-82
• 4.3.1 硅鋁比67-74
• 4.3.2 形成機(jī)理和晶化動力學(xué)的研究74-78
• 4.3.3 HDA78-82
• 4.4 本章小結(jié)82-83
• 第五章 總結(jié)與展望83-85
• 5.1 主要結(jié)論83-84
• 5.2 不足之處和前景展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-94
• 碩士期間科研成果94-95
• 致謝95

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9 關(guān)，

本文編號：854158