隨著社會和化工行業(yè)的快速發(fā)展,人類對低碳烯烴（尤其乙烯、丙烯）的需求越來越多。目前石油裂解路線已不能滿足人們的需求,非石油路線中甲醇制烯烴（MTO）是最有希望替代石油路線的新興工藝,而催化劑的選擇與開發(fā)對于MTO工藝尤為重要。SSZ-13分子篩獨特的物化性質,對MTO反應具有較好的催化性能,然而微孔SSZ-13分子篩由于籠中微孔的固有擴散限制和結焦的形成導致催化效率降低以及快速失活。因此,縮短擴散路徑對于增強催化性能尤為重要,多級孔分子篩既保留了微孔分子篩的擇形選擇性,又結合了介孔大孔分子篩優(yōu)異的傳輸擴散性能�；谏鲜霰尘�,本文從以下三個方面對SSZ-13分子篩的結構調控進行了研究:（1）分別以硝酸鋁和異丙醇鋁為鋁源、TMAdaOH為有機模板劑,采用傳統(tǒng)水熱法合成了具有不用形貌的SSZ-13分子篩,比較了二者的內部結構,并對以異丙醇鋁為鋁源合成的SSZ-13進行了生長機理研究,通過XRD、SEM、BET等表征手段對兩種鋁源的SSZ-13分子篩進行了探討。結果表明,兩種分子篩都具有高結晶度及相純度,以異丙醇鋁為鋁源合成的SSZ-13分子篩具有核殼結構,微球表面上存在亞微米SSZ-13晶體... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

【文章頁數】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

ZSM-5分子篩的基本結構單元

SSZ-13分子篩的結構調控研究8分子篩。目前人們根據SAPO-34分子篩的結構特點，已經對其結構、酸性位點進行了深入研究，但是還存在著一定的問題，例如模板劑回收問題、酸堿處理后結晶度降低、超聲微波合成法成本較高、核殼結構的分子篩合成復雜等，在后續(xù)研究上可以綜合各種方法的優(yōu)勢，探索出簡單高效的合成SAPO-34分子篩的方法。1.3SSZ-13分子篩概述1.3.1SSZ-13分子篩組成及結構SSZ-13分子篩是一種具有CHA拓撲結構的微孔硅鋁酸鹽分子篩，其中的硅和鋁元素以SiO4和AlO4四面體形式通過氧橋連接起來組成具有負電性的骨架，三維八元環(huán)組成橢球形CHA籠，由D6R元環(huán)和CHA籠交替連接組成籠柱（如圖1-2）。CHA拓撲結構的內部大小為6.7×4.2，分子篩八元環(huán)孔道尺寸為3.8×3.8，孔徑大小為0.3nm。由于其孔道結構獨特、比表面積較高以及水熱穩(wěn)定性良好和離子可交換性，使其可以應用于甲醇制烯烴(MTO)反應、氮氧化物的選擇性還原(SCR)、吸附與分離等。圖1-2SSZ-13分子篩骨架結構圖Figure1-2SkeletonstructureimageofSSZ-13zeolite1.3.2SSZ-13分子篩合成方法由于SSZ-13分子篩獨特的孔道結構以及工業(yè)應用價值，研究者們對其產生了極大的研究興趣，并對其合成方法進行了廣泛研究，現(xiàn)在主要有水熱晶化法、干膠轉化法、固相轉化法、轉晶法。1.3.2.1水熱晶化法水熱晶化法是目前合成分子篩最早、最經典以及最普遍的方法。水熱晶化法是指以水為介質，將合成分子篩所需的原料加入到水中形成溶膠凝膠，再將合成的溶

SSZ-13分子篩的結構調控研究14應用于氮氧化物的還原反應中。圖1-3在CHA籠內匹配優(yōu)化的CC二聚體模型圖[70]Figure1-3MatchoftheoptimizedCCdimermodelwithintheCHAcage[70]Xu等[70]使用低成本且環(huán)保的氯化膽堿（CC）為模板劑，先合成了SSZ-13分子篩，再使用離子交換法制得Cu-SSZ-13（CC）分子篩，并將其與TMAdaOH和Cu-TEPA為模板劑的Cu-SSZ-13以及Cu-ZSM-5進行了NH3-SCR催化性能的比較。研究發(fā)現(xiàn)，Cu-SSZ-13分子篩催化劑比Cu-ZSM-5分子篩催化劑在NO轉化率上具有更好的催化性能；不同模板劑合成的Cu-SSZ-13分子篩中，以氯化膽堿為模板劑合成的Cu-SSZ-13分子篩催化劑表現(xiàn)出最好的催化性能，NO轉化率高。值得注意的是，單個氯化膽堿的分子尺寸要比CHA籠小得多，表明單個氯化膽堿不適合構建CHA類型的結構，但是氯化膽堿二聚體之間存在相互作用，并且二聚體的幾何尺寸與CHA籠的體積非常吻合。氯化膽堿被看作是合成SSZ-13分子篩非常理想的模板劑主要是由于它具備適當的幾何尺寸（與CHA籠相匹配）以及具有(CHx)4N+和C-OH官能團。雖然金屬銅改性拓寬了SSZ-13分子篩催化劑的活性溫度窗口并一定程度上改善了催化活性和選擇性，但是Cu改性并不能對分子篩的水熱穩(wěn)定性及耐硫性作出改善，為此研究者們又通過Fe、Ce、Ni、Ti等金屬對SSZ-13分子篩改性。Gao等[71]先采用水熱法合成了SSZ-13分子篩，然后在氮氣保護下，通過離子交換法使用FeSO4·7H2O制得了一系列具有不同載鐵量的Fe-SSZ-13分子篩，進行了NH3-SCR催化反應。反應速率與Fe負載的相關性以及溫度和Fe負載對NH3-SCR選擇性的影響表明，F(xiàn)e3+是低溫（≤260oC）SCR反應的活性位點，由于這些位點的氧化還原循環(huán)需要水的溶劑化和離子遷移，因此它們會失去高溫活性；而二聚體[HO-Fe-O-Fe-OH]2+在高溫下提供大

【參考文獻】：
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