全硅多级孔分子筛Silicalite-1的制备及其吸附性能研究

发布时间：2020-05-15 06:30

【摘要】：随着工业的发展,发展中国家的工业化水平也在不断地提高,工业发展所带来的环境污染问题越来越严重,所以很多专家都想方设法在预防及治理环境污染方面去深入研究。人们发现分子筛在这方面收效甚丰,有很大的开发利用价值。Silicalite-1分子筛由于其自身特殊的结构构造及物理化学性能,被广泛应用于预防及治理环境污染的工作中。Silicalite-1分子筛属于全硅型分子筛,是ZSM-5分子筛的全硅形式,与ZSM-5分子筛有着相同的骨架结构,但骨架中并不含有铝元素,其孔道结构的独特性,有较高的水热稳定性、亲油疏水性、择形催化,在化工领域上得到了不断发展。本论文主要工作介绍如下:1、以四丙基溴化铵为模板剂采用水热合成法进行制备Silicalite-1分子筛,通过调控模板剂与二氧化硅的摩尔比、晶化时间、温度等来研究影响合成Silicalite-1分子筛的因素。首先从XRD分析来看,在低温100℃难以合成出Silicalite-1分子筛。其次从样品氮气吸附脱附测试数据来看,在晶化时间为24h,模板剂与二氧化硅的摩尔比相同的情况下,随着晶化温度的升高,样品的比表面积逐渐增大。例如在模板剂(TPABr)与二氧化硅摩尔比为0.2、100℃晶化24h时,样品的比表面积为289.26 m~2/g,120℃以及140℃时比表面积分别为448.16 m~2/g、454.92 m~2/g,因此140℃所制备的样品在同模板剂(TPABr)与二氧化硅的摩尔比条件下,氮气吸附性能较好。同样,在140℃晶化24h条件下,随着模板剂(TPABr)与二氧化硅摩尔比的增大,样品的比表面积先增大后减小,分子筛内部部分结构被破坏,比如模板剂(TPABr)与二氧化硅摩尔比为0.2、0.35、0.5时,样品的比表面积分别为454.92m~2/g、474.35 m~2/g、367.97 m~2/g。在140℃晶化30h时,随着模板剂(TPABr)与二氧化硅摩尔比的增大,样品的比表面积逐渐减小。晶化时间24h相对比晶化时间30h,样品的氮气吸附性能较好。综合来看在模板剂(TPABr)与二氧化硅摩尔比为0.35、140℃晶化24h条件下所合成的样品氮气吸附性能较好。2、以四丙基氢氧化铵为模板剂,通过改变水的用量、晶化温度、晶化时间来影响Silicalite-1分子筛的合成。对所制备的样品进行N_2吸附-脱附测试可知:在晶化时间为24h条件下,随着晶化温度的升高,样品的比表面积也随之增大。当水与正硅酸乙酯的摩尔比为90、100以及110时,随晶化温度改变样品的比表面积相差分别为125 m~2/g、35 m~2/g、30 m~2/g左右。虽然在这三种不同水与正硅酸乙酯的摩尔比条件下,随着温度的升高,样品的比表面积会随之增大,但是从差值来看,样品在一定程度上存在结构部分破坏。同时对比晶化时间为24h以及30h时,发现晶化时间为24h时相对较好。3、采用双模板剂来合成Silicalite-1分子筛,两种模板剂为四丙基溴化铵、四丙基氢氧化铵。首先在XRD表征中通过与标准卡片进行对比,在五个标准特征衍射峰位置处均有衍射峰的存在,且在其他位置未发现明显杂峰。其次对样品进行N_2吸附脱附表征分析,在模板剂(TPABr和TPAOH)与二氧化硅的摩尔比为0.3时,气相二氧化硅作为硅源合成的样品比表面积随着晶化温度的改变,相比白炭黑和正硅酸乙酯为硅源合成的样品比表面积相差较大,其中气相二氧化硅、白炭黑和正硅酸乙酯随晶化温度改变比表面积差值分别为114.25 m~2/g、29.9 m~2/g和6.09 m~2/g,说明通过改变晶化温度,气相二氧化硅作为硅源合成的样品比表面积容易有很大的改变。同样在模板剂(TPABr和TPAOH)与二氧化硅的摩尔比为0.25时也可以得出同样结论。
【图文】：

结构示意图,全硅,应用特点,分子筛

MFI型结构示意图

流程图,分子筛合成,流程图

Silialite-1分子筛合成流程图
【学位授予单位】：广西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ424.25

【参考文献】