核壳MFI/CHA分子筛的合成及催化性能

发布时间：2022-01-03 12:19

　　采用二次生长法（外延法）在ZSM-5（MFI型）晶体颗粒表面外延生长SAPO-34（CHA型）磷酸硅铝分子筛壳层,合成了MFI/CHA型核壳分子筛材料。并利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能量色散射线光谱（EDS）和傅里叶变换红外（FTIR）光谱对其进行了表征。结果表明,核相ZSM-5的预处理步骤对于成功合成此核壳型分子筛材料十分关键。通过研究晶化温度和晶化时间对MFI/CHA核壳型沸石分子筛合成的影响推测出MFI/CHA壳层生长的晶化机理,并考察在甲醇芳构化中的择形催化作用。 

【文章来源】：物理化学学报. 2016,32(03)北大核心SCICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

不同晶化温度下WZS-48样品的SEM(a－c)和TEM(d－f)图

ActaPhys.-Chim.Sin.2016Vol.32厚度增加(图1f)，约为15－20nm左右。影响反应混合物分子进入核相分子筛。图2给出的是不同晶化温度对应的核壳分子筛WZS-48样品的XRD衍射图。所有核壳材料都在2θ约为7.8°、8.7°、22.9°、24.1°等处出现了ZSM-5的主要特征峰，在2θ=9.5°、12.8°、16.2°、20.8°等处出现SAPO-34衍射峰，这说明在制备的样品中除了含有ZSM-5核相还存在SAPO-34壳相。而且随着温度升高，分子筛的结晶度逐渐增大，这与SEM结果是一致的。3.1.2不同晶化时间对核壳分子筛影响第二晶化阶段是MFI/CHA核壳结构分子筛晶体生长的重要阶段，该阶段的晶化时间也是影响复合分子筛结晶度的一个重要参数。由图3可见，180°C晶化24h和36h合成的样品中ZSM-5的结晶度分别为33.1%和41.4%；随着晶化时间延长，复合分子筛中ZSM-5的结晶度缓慢增加，晶化48h合成的MFI/CHA样品中ZSM-5的结晶度为62.8%。当晶化时间达到64h，相对于CHA相峰强度逐渐减弱，核壳分子筛中MFI相结晶度达到100%。说明晶化48h以后，在核相表面已经完全外延生长出CHA壳层。图4的SEM也证明了这一点。晶化24h以后，样品的晶相组成发生渐进式变化，从结晶度不断提高的SAPO-34，再到ZSM-5含量渐增的ZSM-5/SAPO-34复合分子筛，直至形成核壳分子筛。其结晶度随晶化时间的延长而增加，至48h时，ZSM-5核相外层SAPO-34的晶化趋于完全。继续进一步延长晶化时间，ZSM-5核相生长速率大于壳层SAPO-34。开始有部分ZSM-5晶粒伸出到SAPO-34壳层外表面。因此，晶化时间过长不利于形成MFI/CHA核壳结构。为进一步证明MFI/CHA的核壳结构，采用EDS对各不同晶化时间180°C晶化温度下制备的样品表层元素进行分析。通过对结果的分析(表1)，样品外表面的Si和Al含量随着晶化时间的增

A核壳结构，因为P元素不存在ZSM-5中，仅存在于SAPO-34壳层中。3.1.3两种方法对合成分子筛的结构和形貌的影响由图5可见，分别采用两种不同核相加入方式，在合成分子筛的凝胶中引入不同状态的核相晶种。前一种即加入ZSM-5成品到SAPO-34合成图2不同晶化温度下合成WZS-48样品的XRD图Fig.2XRDpatternsofWZS-48synthesizedwithdifferentcrystallizationtemperaturesT/°C:(a)160,(b)170,(c)180图4不同晶化时间的WZS分子筛样品(180°C)SEM谱图Fig.4SEMofWZSzeolites(180°C)synthesizedwithdifferentcrystallizationtime图3180°C时不同晶化时间的XRD谱图Fig.3XRDpatternsofzeolitessynthesizedwithdifferentcrystallizationtimeat180°C(a)WZS-24,(b)WZS-36,(c)WZS-48,(d)WZS-64748

【参考文献】：
期刊论文
[1]甲醇芳构化中催化剂酸性对脱烷基、烷基化和异构化反应的影响[J]. 张金贵,骞伟中,汤效平,沈葵,王彤,黄晓凡,魏飞.  物理化学学报. 2013(06)
[2]MFI/MFI核壳分子筛合成的影响因素及结晶动力学[J]. 孔德金,邹薇,郑均林,祁晓岚,房鼎业.  物理化学学报. 2009(09)



本文编号：3566267