發(fā)布時間：2020-11-10 00:43

　　 原油重質(zhì)化的問題日益嚴重,微孔分子篩作催化劑使用時常常因其單一的小孔徑產(chǎn)生較大的傳質(zhì)阻力而限制其對有大分子參與反應(yīng)的應(yīng)用。傳統(tǒng)顆粒型沸石催化劑在成型時添加無機粘合劑,會阻礙反應(yīng)物分子到達催化活性中心,整體型多級孔道材料在解決材料成型問題的同時引入介孔和/或大孔,可有效降低反應(yīng)器的壓降、增大材料的比表面積、改善傳質(zhì)與傳熱,因此具有多級孔道結(jié)構(gòu)的新型重質(zhì)油輕質(zhì)化催化材料的研發(fā)對能源的可持續(xù)利用具有深遠影響。本文以無機結(jié)晶氯化鋁(AlCl_3·6H_2O)為鋁源,水溶性高分子聚氧化乙烯(PEO)為相分離劑,環(huán)氧丙烷(PO)為質(zhì)子捕獲劑控制凝膠,水(H_2O)和無水乙醇(EtOH)為溶劑,使用伴隨有相分離的溶膠-凝膠法合成具有整體型外觀形貌的介孔-微米級大孔氧化鋁材料,考察了相分離劑PEO的分子量和添加量、質(zhì)子捕獲劑的種類及添加量、溶劑極性(水醇比H_2O/EtOH)、焙燒溫度和時間等對合成多級孔道氧化鋁整體材料的影響,當PEO(Mv=1×10~6)的添加量為0.09g,投料比H_2O:EtOH:AlCl_3·6H_2O:PO=12.4:5.28:1:2.99時,使用簡易的方法減緩濕凝膠干燥時的溶劑揮發(fā)速率,合成出大孔孔徑為0.5~2μm具有雙連續(xù)骨架結(jié)構(gòu)的整體型多孔氧化鋁材料。針對大量合成時出現(xiàn)的材料結(jié)構(gòu)不均勻現(xiàn)象,調(diào)整了反應(yīng)物料的加入順序,合成出微觀結(jié)構(gòu)均勻且整體形貌保持的多孔氧化鋁材料;另外在同時保證材料宏觀整體性及微觀雙連續(xù)孔道結(jié)構(gòu)的情況下,通過向合成體系中添加三嵌段共聚物(P123、F127)調(diào)節(jié)介孔的孔徑和形貌,可控合成多孔氧化鋁材料,作為合成多級孔道沸石復(fù)合物的載體。使用晶種膠作導(dǎo)向劑合成NaY沸石,用作合成沸石復(fù)合物的晶種,通過提高硅源濃度,增大晶種膠的添加量并延長整體凝膠陳化時間合成小晶粒NaY沸石。分別以在不同溫度下焙燒后形成的整體型介孔-微米級大孔γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3為載體,晶種膠作導(dǎo)向劑合成的小晶粒NaY沸石為晶種,使用超聲振蕩輔助真空吸附沸石晶種,二次晶化生長合成微孔-介孔-微米級大孔FAU/Al_2O_3沸石復(fù)合物,考察了晶種狀態(tài)及負載次數(shù)、二次晶化液的物料比、晶化條件、晶化方式及晶種膠輔助對不同晶型載體負載效果的影響,提出不同晶型氧化鋁載體晶種二次生長合成三重孔徑沸石復(fù)合物的合成機理為“液相轉(zhuǎn)變機理”。分別以在不同溫度下焙燒后形成的整體型介孔-微米級大孔γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3為載體,使用液態(tài)晶化導(dǎo)向劑誘導(dǎo)法對載體進行多步處理后晶化合成微孔-介孔-微米級大孔FAU/Al_2O_3沸石復(fù)合物�？疾炝司ХN膠在合成體系中的作用、載體鋁對合成沸石復(fù)合物的貢獻、晶化液的物料比、晶化條件和晶化方式對不同晶型載體負載效果的影響,提出γ-Al_2O_3、α-Al_2O_3為載體,液態(tài)晶化導(dǎo)向劑誘導(dǎo)合成三重孔徑沸石復(fù)合物的合成機理分別為“固相-液相雙相轉(zhuǎn)變機理”和“液相轉(zhuǎn)變機理”。本文提出的整體型微孔-介孔-大孔多級孔道沸石/氧化鋁復(fù)合物的合成方法對使用其他組成及孔道結(jié)構(gòu)載體負載沸石有借鑒意義。生成的沸石復(fù)合物對有大分子參與及其他由于擴散阻力而受限的反應(yīng)具有潛在的應(yīng)用價值。
【學(xué)位單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TE624.9
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 多孔材料簡介
        1.2.1 微孔材料
        1.2.2 介孔材料
        1.2.3 大孔材料
        1.2.4 微孔-介孔復(fù)合材料
        1.2.5 介孔-大孔復(fù)合材料
        1.2.6 微孔-大孔復(fù)合材料
        1.2.7 微孔-介孔-大孔復(fù)合材料
    1.3 微米級大孔整體材料
        1.3.1 微米級大孔整體材料的結(jié)構(gòu)特點
        1.3.2 微米級大孔整體材料的合成方法
        1.3.3 微米級大孔整體材料的孔道調(diào)變
        1.3.4 微米級大孔整體材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢
    1.4 多級孔道沸石材料
        1.4.1 多級孔道沸石材料的結(jié)構(gòu)分類
        1.4.2 多級孔道沸石材料的合成方法
        1.4.3 氧化鋁載體的特點
        1.4.4 多級孔道沸石復(fù)合物材料的應(yīng)用
        1.4.5 多級孔道沸石復(fù)合物材料的發(fā)展趨勢
    1.5 主要研究內(nèi)容
    參考文獻
第2章 多級孔道氧化鋁材料的可控合成
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 儀器與試劑
        2.2.2 多級孔道氧化鋁材料的合成
        2.2.3 多級孔道氧化鋁材料的表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 多級孔道氧化鋁的合成機理探討
        2.3.2 多級孔道氧化鋁的合成與表征
        2.3.3 多級孔道氧化鋁的控制合成
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第3章 晶種膠作導(dǎo)向劑合成小晶粒NaY沸石
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 儀器與試劑
        3.2.2 NaY沸石的合成
        3.2.3 NaY沸石的表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 硅源濃度的影響
        3.3.2 晶種膠加入量及整體凝膠陳化時間的影響
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第4章 晶種二次生長法合成FAU/氧化鋁沸石復(fù)合物
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 儀器與試劑
        4.2.2 FAU/氧化鋁沸石復(fù)合物的晶種二次生長法合成
        4.2.3 晶種二次生長法合成FAU/氧化鋁沸石復(fù)合物的表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 以多級孔道 γ-Al2O3為載體，晶種二次生長法合成沸石復(fù)合物的條件探索
        4.3.2 以多級孔道 α-Al2O3為載體，晶種二次生長法合成沸石復(fù)合物的條件探索
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第5章 液態(tài)晶化導(dǎo)向劑誘導(dǎo)合成FAU/氧化鋁沸石復(fù)合物
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 儀器與試劑
        5.2.2 FAU/氧化鋁沸石復(fù)合物的液態(tài)晶化導(dǎo)向劑誘導(dǎo)合成
        5.2.3 液態(tài)晶化導(dǎo)向劑誘導(dǎo)合成FAU/氧化鋁沸石復(fù)合物的表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 以多級孔道 γ-Al2O3為載體，液態(tài)晶化導(dǎo)向劑誘導(dǎo)合成沸石復(fù)合物的條件探索
        5.3.2 以多級孔道 α-Al2O3為載體，液態(tài)晶化導(dǎo)向劑誘導(dǎo)合成沸石復(fù)合物的條件探索
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻
結(jié)論
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝
作者簡介

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本文編號：2877199