羟基自由基辅助沸石分子筛的合成及结构表征

发布时间：2021-02-26 04:52

　　沸石是一类结晶的微孔硅铝酸盐,作为离子交换剂、催化剂和吸附剂广泛的应用于石油炼制,精细化工等行业。它们通常是在一定温度下,原料在合适的配比中晶化从几h到几周所得到的。在相同配比的条件下,缩短此类材料的晶化时间,可以降低合成成本,节约能源。到目前为止,已经开发出几种方法来加速沸石的晶化,例如水热合成法、非水溶剂热合成、干凝胶转换法、晶种法等。晶种法已被普遍用于加速沸石的晶化。前期研究表明,研磨晶种,可产生硅氧自由基,即,形成表面非桥连氧原子空穴中心,其可与水反应形成羟基自由基,羟基自由基可加速沸石分子筛的合成。通过研磨beta晶种,使晶种自由基化,从而引入羟基自由基,在120℃条件下加速了晶化过程。通过不同的表征手段表明了研磨0.5h晶种晶化60h的产物与正常合成90h的产物在结晶性、微孔体积和产率等方面相近。通过XRD、SEM、EPR、XRF等表征,证明羟基自由基和晶种的协同作用共同加速了分子筛的合成。通过引入羟基自由基,可以减少有机模板剂的使用量,使反应更加绿色环保,更加经济实用;又在中性条件下以少量的四丙基溴化铵为模板剂结合自由基化的晶种,合成了纯硅MFI分子筛;同时对有序微孔和介... 

【文章来源】：沈阳师范大学辽宁省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1分子筛中较为常见的次级结构单元（SBU）

羟基自由基辅助沸石分子筛的合成及结构表征3图1.2几种商业化分子筛的拓扑结构Fig.1.2topologicalstructuresofseveralcommercialmolecularsievesA：LTAB:MFIC:FAUD:BEA为了新结构的制备，研究人员在合成硅酸盐分子筛的过程当中添加了一些其他元素。比如，在硅锗酸盐分子筛中，添加Ge-O-Ge键会使双四元环(D4R)的存在更加稳定，这个新的方法为新结构，也就是后来的大孔分子筛奠定了基矗因为提出了这种理论，才使后续的能在氟离子作为矿化剂、有有机模板剂的条件下将IM-12[21]和itq-15[22]合成出来。Im-12和itq-15是超大孔硅锗分子筛，孔径为14R×12R。OBS-1和OBS-2[23]是硅酸盐铍的三维孔道结构的分子筛，骨架密度很低，沸石中有大量的三元环，但热稳定性很差。1.1.2磷酸铝分子筛1982年，Wilson等人发现了以锂、铍、硼、镁、硅、钛、锰、铁、钴、锌、镓、锗、砷[24]，等13种元素引入到骨架中的晶体结构，称之为磷酸铝分子筛。磷酸铝分子筛也存在很多独特的性能，比如结构的多样性。在铝磷比为1时，磷酸铝沸石骨架为中性，并不具有离子交换的特性。本身也具有良好的热稳定性，在空气中在1000℃时十分稳定，在水蒸气中可稳定达到600℃。这一庞大的包括多种孔道(大、中、小)的磷铝酸分子筛家族，凭借其良好的包容性,呈现出具有17种以上的拓扑结构，包括不同类型的小孔、中孔、大孔、超大孔等多种分子筛。其中，应用最为成熟的是SAPO-34这种分子筛，SAPO[24]展现了其组合的多样性这一

羟基自由基辅助沸石分子筛的合成及结构表征11图1.3X射线衍射仪Fig.1.3X-raydiffraction2．扫描电镜日本日立HatachiS4800ScanningElectronMicroscope.3，氮气吸附-脱附麦克3020氮气吸附4，拉曼光谱测试仪法国JobinYbon，JY—HR800共聚焦型拉曼光谱仪5，X射线荧光光谱分析仪ThermoFisherScientific6，电子顺磁共振JEOLJES-FA200的电子顺磁共振谱仪图1.4


本文编号：3052080