介孔SAPO-11的合成、表征及催化应用

发布时间：2017-09-11 13:15

  本文关键词：介孔SAPO-11的合成、表征及催化应用

  更多相关文章： 介孔SAPO-11 晶种导向法 快速成核 纳米棒 加氢脱氧异构

【摘要】：由于其独特孔道结构,SAPO-11分子筛在加氢脱氧异构化反应中体现出优良的催化性能,但SAPO-11本身的微孔孔道限制了反应中大分子物质的扩散,本课题针对该问题进行介孔SAPO-11分子筛合成、表征及催化应用的相关探索,主要研究内容及成果如下：1)以商业化十六烷基磷酸酯替代试剂十四烷基磷酸酯作为模板剂通过软模板法成功在SAPO-11分子筛中引入介孔孔道,合成出的样品介孔孔容为0.30 cm3/g,不同的晶化时间对样品的结构并没有明显影响,但是晶化时间过短会影响样品的酸性,同时模板剂的去除困难会影响SAPO-11的进一步催化应用。2)对常规Al2O3-P2O5-DPA-H2O系统(二丙胺缩写为DPA)中通过水热合成法合成的SAPO-11分子筛结构解析发现该样品具有一定介孔结构,是介孔孔容为0.09 cm3/g的核(微孔SAPO-11)/壳(介孔SAPO-11)结构。将SAPO-11作为晶种加入到Al2O3-P2O5-DPA-H2O水热合成系统,可有效提高所得介孔SAPO-11分子筛的介孔孔容,经表征测试可知当晶种含量为2%-10%时,样品的介孔孔容为0.40 cm3/g,形状为纳米棒状结构(直径约为5 nm),晶化动力学的研究证明只需6h即可合成出高度结晶的介孔SAPO-11分子筛,且样品的结构和酸性可以由晶化时间控制。基于上述实验结果可知,介孔SAPO-11分子筛的形成由快速成核和SAPO-11纳米晶体的特殊棒状结构综合影响,其中SAPO-11晶种的作用是通过增加液固界面的表面积来促进成核速率。3)探索了晶种导向法合成的介孔SAPO-11分子筛在脂肪酸甲酯的加氢脱氧异构化中的催化应用,通过SAPO-11载体的添加,促进了脂肪酸甲酯的加氢脱氧异构化反应,最佳的SAPO-11载体添加量为60%,同时在催化剂载体上负载Pt金属有助于异构化反应的进行。4)在探索SAPO-11以外加氢异构化载体的过程中,发现调变IZM-2合成体系的配比及晶化条件,可合成具有独特十字型交叉结构,同时含有微孔/介孔/大孔且三类孔道相互连通的多级孔道体系。
【关键词】：介孔SAPO-11 晶种导向法 快速成核 纳米棒 加氢脱氧异构
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-17
• 第一章 绪论17-31
• 1.1 前言17
• 1.2 SAPOs分子筛的研究背景17-21
• 1.2.1 SAPO-11分子筛的结构17-18
• 1.2.2 常见合成方法18-19
• 1.2.3 SAPO-11分子筛的催化应用19-21
• 1.3 介孔沸石制备方法21-26
• 1.3.1 硬模板法21-22
• 1.3.2 软模板法22-23
• 1.3.3 后处理法合成介孔23-26
• 1.3.4 晶种导向法26
• 1.4 其他适用于加氢脱氧异构化沸石分子筛26-27
• 1.5 加氢脱氧异构化反应27-28
• 1.5.1 研究背景27-28
• 1.5.2 反应机理28
• 1.5.3 负载型加氢脱氧催化剂28
• 1.6 本课题的研究目的及内容28-31
• 第二章 实验部分31-39
• 2.1 实验原料及仪器31-32
• 2.1.1 实验原料31
• 2.1.2 实验仪器31-32
• 2.2 SAPO-11的合成方法32-34
• 2.2.1 常规水热合成法合成SAPO-1132-33
• 2.2.2 软模板法合成介孔SAPO-1133
• 2.2.3 晶种导向法合成介孔SAPO-1133-34
• 2.2.4 H-SAPO-11催化剂的制备34
• 2.2.5 介孔ZSM-5分子筛的制备34
• 2.3 样品的表征方法34-36
• 2.3.1 X射线衍射(XRD)34-35
• 2.3.2 物理吸附(N_2的吸附-脱附)35
• 2.3.3 扫描电镜(SEM)35
• 2.3.4 透射电镜(TEM)35
• 2.3.5 化学吸附(NH_3-TPD)35
• 2.3.6 固体核磁共振(MAS NMR)35-36
• 2.3.7 X荧光元素分析(XRF)36
• 2.3.8 色质联用(GC/MS)36
• 2.4 催化反应评价装置36-39
• 2.4.1 评价反应装置36-37
• 2.4.2 评价反应条件37-39
• 第三章 软模板法制备介孔SAPO-11催化剂39-45
• 3.1 前言39
• 3.2 模板剂的选择39-40
• 3.3 表征结果40-43
• 3.3.1 XRD结果图40
• 3.3.2 N_2吸附脱附结果图40-41
• 3.3.3 SEM电镜图41-42
• 3.3.4 NH_3-TPD结果分析图42-43
• 3.4 本章小结43-45
• 第四章 晶种导向法制备介孔SAPO-11催化剂45-59
• 4.1 前言45
• 4.2 常规水热合成法制备SAPO-1145-48
• 4.2.1 合成方法45
• 4.2.2 XRD结果图45-46
• 4.2.3 N_2吸附脱附结果图46
• 4.2.4 样品的SEM电镜图46-47
• 4.2.5 样品的TEM电镜图47-48
• 4.3 不同晶种含量对SAPO-11样品的影响48-51
• 4.3.1 合成方法48
• 4.3.2 XRD结果图48-49
• 4.3.3 N_2吸附脱附结果图49-50
• 4.3.4 SEM电镜图50-51
• 4.3.5 TEM电镜图51
• 4.4 不同晶化时间对SAPO-11的影响51-57
• 4.4.1 合成方法51-52
• 4.4.2 XRD结果图52
• 4.4.3 N_2吸附脱附结果图52-53
• 4.4.4 SEM电镜图53-54
• 4.4.5 TEM电镜图54-55
• 4.4.6 ~(31)P、~(27)Al、~(28)Si核磁谱图55-56
• 4.4.7 NH_3-TPD结果分析56-57
• 4.4.8 XRF结果分析57
• 4.5 本章小结57-59
• 第五章 脂肪酸甲酯的加氢脱氧异构化反应59-65
• 5.1 前言59
• 5.2 实验方法59-60
• 5.2.1 双功能催化剂的制备59-60
• 5.2.2 反应过程60
• 5.3 结果分析与讨论60-63
• 5.3.1 SAPO-11载体含量对反应的影响60-62
• 5.3.2 贵金属Pt对反应的影响62-63
• 5.4 本章小结63-65
• 第六章 十字型介孔ZSM-5分子筛的合成65-73
• 6.1 前言65
• 6.2 不同合成时间对样品的影响65-69
• 6.2.1 XRD结果图65-66
• 6.2.2 N_2吸附脱附结果图66-67
• 6.2.3 SEM电镜图67-68
• 6.2.4 TEM电镜图68-69
• 6.3 ZSM-5-7day脱硅样品69-72
• 6.3.1 XRD结果69-70
• 6.3.2 N_2吸附脱附结果70
• 6.3.3 SEM电镜图70-71
• 6.3.4 TEM电镜图71-72
• 6.4 本章小结72-73
• 第七章 结论73-75
• 参考文献75-79
• 致谢79-81
• 研究成果及发表的学术论文81-83
• 作者和导师简介83-84
• 附件84-85

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