特殊聚集态沸石分子筛的合成：引入介孔与制备成膜
发布时间：2021-04-17 02:11
沸石分子筛材料因为具备规整的孔道结构、大比表面积、强酸性和高水热稳定性等特性在吸附、分离和工业催化等方面有着广泛应用。随着时代的发展,人们对沸石分子筛的性能提出了越来越高的要求。在这种背景下,单一微孔孔道结构的粉末沸石分子筛已经无法满足人们的需求,合成特殊聚集态的沸石分子筛成为新的研究热点。本文正是在这方面做了一些工作:在沸石分子筛晶内引入介孔结构,直接晶化凝胶法使沸石分子筛交联生长形成沸石膜,干胶法合成沸石分子筛/高岭土复合材料等,具体介绍如下:通过初始硅铝凝胶中加入微孔模板剂一一有机小分子HMBr2和介孔模板剂——PDADMAC,经动态合成方法最终在一维孔道的EU-1沸石晶内引入介孔结构（M-EU-1）。近年来有文献报道通过加入廉价的软模板在三维孔道的ZSM-5和Beta沸石中引入介孔,但是对于一维孔道的沸石,这方面的报道几乎为空白。通过XRD、氮气吸附实验、SEM、TEM、NMR和TG等手段的表征,证实了该样品具有高结晶度,发达的微孔和介孔孔道,高BET比表面积（442 m2/g）和大孔容（0.28 cm3/g）。而且通过改变起始凝胶中介孔模板剂的加入量,能够有效调控M-EU-1...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２固相法合成沸石分子筛
活、多样的特点，研究人员可以对其大小和性能加以调节。２００６年肖丰收研究??小組ｉ择了商业化的阳离子聚合物聚二甲基二烯丙基氯化铵（ＰＤＡＤＭＡＣ）作??为软模板合成介孔沸石（如图１．３所示）［３７］。由于使用的阳离子聚合物亲水可溶，??同时带有高正电荷，能够与带负电的硅铝物种之间通过强静电作用充分反应，??从而避免了合成晶化过程中相分离的发生，最终成功合成得到了介孔Ｂｅｔａ沸??石，莫介孔孔径介于５－４０ｎｍ之间。在苯与异丙醇烷基化反应中，介孔Ｂｅｔａ沸??石表现出了比微孔沸石更慢的失活速率和更长的催化寿命。ＰＤＡＤＭＡＣ由于缺??乏疏水结构部分，所以并不能自组装形成规则胶束或有序结构。因此，??ＰＤＡＤＭＡＣ在介观尺度上仅仅起到“孔填充物”作用，而非真正的有序介孔结构??导向剂，最终形成的是无序的介孔结构。但是介孔间相互贯通，更有利于大分??子的催化反应。他们继续深入研究使用阳离子聚合物合成介孔沸石的方法［３Ｗ３］，??９??
而不是微孔表面。??而肖丰收课题组的Ｚｈｕ在试图使用常用的介孔模板剂ＰＤＡＤＭＡＣ在??ＺＳＭ－５沸石中引入介孔时无心插柳，意外地制备得到了如图１．４所示的，由５０??ｎｍ左右纳米粒子组装成的介孔Ｂｅｔａ单晶［４７］。他们使用先进的三维电镜技术来??表征这种单晶，发现其介孔孔道高度贯通，并且通过氮气吸附实验检测对比焙??烧前后的样品的比表面积，证实了?ＰＤＡＤＭＡＣ的双模板功能。??图１．４?ＰＤＡＤＭＡＣ为双功能模板合成等级孔沸石分子筛［４７］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｈｉｇｈｌｙ?ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ?ｓｉｎｇｌｅ－ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ?ｚｅｏｌｉｔｅ?ｂｅｔａ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ?ｕｓｉｎｇ?ａ??ｎｏｎｓｕｒｆａｃｔａｎｔ?ｃａｔｉｏｎｉｃ?ｐｏｌｙｍｅｒ?ａｓ?ａ?ｄｕａｌ－ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｔｅｍｐｌａｔｅ．?［４７］??ｌｌ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]低液固比体系高岭土微球原位合成Y沸石[J]. 顾建峰,崔楼伟,王新星,何观伟,王长发. 化工进展. 2012(10)
[2]干胶法合成分子筛[J]. 杨娜,岳明波,王一萌. 化学进展. 2012(Z1)
[3]NaA Zeolite Membrane with High Performance Synthesized by Vapor Phase Transformation Method[J]. 程志林,晁自胜,林海强,万惠霖. Chinese Journal of Chemistry. 2003(11)
博士论文
[1]原位晶化合成NaY/高岭土复合催化材料的研究及应用[D]. 刘宏海.兰州大学 2006
硕士论文
[1]高岭土微球/高硅Y复合体的制备与催化应用[D]. 石润杰.中国石油大学 2011
本文编号：3142609
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２固相法合成沸石分子筛
活、多样的特点，研究人员可以对其大小和性能加以调节。２００６年肖丰收研究??小組ｉ择了商业化的阳离子聚合物聚二甲基二烯丙基氯化铵（ＰＤＡＤＭＡＣ）作??为软模板合成介孔沸石（如图１．３所示）［３７］。由于使用的阳离子聚合物亲水可溶，??同时带有高正电荷，能够与带负电的硅铝物种之间通过强静电作用充分反应，??从而避免了合成晶化过程中相分离的发生，最终成功合成得到了介孔Ｂｅｔａ沸??石，莫介孔孔径介于５－４０ｎｍ之间。在苯与异丙醇烷基化反应中，介孔Ｂｅｔａ沸??石表现出了比微孔沸石更慢的失活速率和更长的催化寿命。ＰＤＡＤＭＡＣ由于缺??乏疏水结构部分，所以并不能自组装形成规则胶束或有序结构。因此，??ＰＤＡＤＭＡＣ在介观尺度上仅仅起到“孔填充物”作用，而非真正的有序介孔结构??导向剂，最终形成的是无序的介孔结构。但是介孔间相互贯通，更有利于大分??子的催化反应。他们继续深入研究使用阳离子聚合物合成介孔沸石的方法［３Ｗ３］，??９??
而不是微孔表面。??而肖丰收课题组的Ｚｈｕ在试图使用常用的介孔模板剂ＰＤＡＤＭＡＣ在??ＺＳＭ－５沸石中引入介孔时无心插柳，意外地制备得到了如图１．４所示的，由５０??ｎｍ左右纳米粒子组装成的介孔Ｂｅｔａ单晶［４７］。他们使用先进的三维电镜技术来??表征这种单晶，发现其介孔孔道高度贯通，并且通过氮气吸附实验检测对比焙??烧前后的样品的比表面积，证实了?ＰＤＡＤＭＡＣ的双模板功能。??图１．４?ＰＤＡＤＭＡＣ为双功能模板合成等级孔沸石分子筛［４７］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｈｉｇｈｌｙ?ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ?ｓｉｎｇｌｅ－ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ?ｚｅｏｌｉｔｅ?ｂｅｔａ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ?ｕｓｉｎｇ?ａ??ｎｏｎｓｕｒｆａｃｔａｎｔ?ｃａｔｉｏｎｉｃ?ｐｏｌｙｍｅｒ?ａｓ?ａ?ｄｕａｌ－ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｔｅｍｐｌａｔｅ．?［４７］??ｌｌ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]低液固比体系高岭土微球原位合成Y沸石[J]. 顾建峰,崔楼伟,王新星,何观伟,王长发. 化工进展. 2012(10)
[2]干胶法合成分子筛[J]. 杨娜,岳明波,王一萌. 化学进展. 2012(Z1)
[3]NaA Zeolite Membrane with High Performance Synthesized by Vapor Phase Transformation Method[J]. 程志林,晁自胜,林海强,万惠霖. Chinese Journal of Chemistry. 2003(11)
博士论文
[1]原位晶化合成NaY/高岭土复合催化材料的研究及应用[D]. 刘宏海.兰州大学 2006
硕士论文
[1]高岭土微球/高硅Y复合体的制备与催化应用[D]. 石润杰.中国石油大学 2011
本文编号：3142609
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