雙相沸石復(fù)合物的合成及其性能研究.pdf

1、單一的沸石催化材料受限于其狹窄的孔道結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其在大分子參與的催化反應(yīng)中的活性較低。介孔分子篩雖然解決了沸石孔道狹窄的問題，但介孔分子篩酸強(qiáng)度低、熱穩(wěn)定性及水熱穩(wěn)定性差的缺陷，使其難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。利用硅鋁源法來合成沸石復(fù)合物可以在沸石復(fù)合物中引入多級孔道并可調(diào)節(jié)沸石復(fù)合物的酸性能，且其熱穩(wěn)定性與水熱穩(wěn)定性與沸石相當(dāng)。因此研究和開發(fā)沸石復(fù)合物具有十分重要的意義。
　　 本文借助Y型沸石與：Beta沸石之間的復(fù)合，成功制各了一系列

2、由Y與Beta兩相沸石組成的沸石復(fù)合物，并采用XRD、FT-IR、SEM、HRTEM、氮吸附．脫附與吡啶紅外等表征手段對實(shí)驗(yàn)合成的沸石復(fù)合物樣品進(jìn)行了表征。選取枯烯催化裂化作為探針反應(yīng)來評價(jià)實(shí)驗(yàn)合成的沸石復(fù)合物因多級孔的引入對其催化性能產(chǎn)生的影響，結(jié)果表明枯烯催化裂化反應(yīng)與沸石復(fù)合物的多級孔影響因子HF值有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。在擴(kuò)散控制反應(yīng)中，催化劑的HF值越高，催化劑的催化活性越高；選取甲醇脫水制備二甲醚反應(yīng)來衡量沸石復(fù)合物中可調(diào)節(jié)的酸性能

3、對其催化性能產(chǎn)生的影響。結(jié)果表明甲醇的轉(zhuǎn)化率及二甲醚的選擇性與沸石復(fù)合物的L/B值有很好的線性關(guān)系：甲醇的轉(zhuǎn)化率隨沸石復(fù)合物的L/B值的增加而降低，二甲醚的選擇性隨沸石復(fù)合物的L/B值的增加而增加。研究結(jié)果還表明在擴(kuò)散控制反應(yīng)如枯烯的催化裂化反應(yīng)中，催化劑的催化性能主要由其多級孔影響因子}Ⅱ：來決定，而在酸催化為主的反應(yīng)如甲醇脫水催化反應(yīng)中，催化劑的催化性能主要由催化劑的酸性能L/B值來決定，而在一般的催化反應(yīng)中催化劑的催化性能通常與催

4、化劑的HF和L/B值都有關(guān)。
　　 使用兩步水熱晶化法，以先合成的Beta沸石作為后臺(tái)成ZSM-5沸石的硅鋁源成功合成了ZSM-5／BEA沸石復(fù)臺(tái)物。對實(shí)驗(yàn)合成的沸石復(fù)合物進(jìn)行了XRD、SEM、FT-IR與毗啶紅外等表征，并對ZSM-5／BEA沸石復(fù)合物的形成機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)考察。研究發(fā)現(xiàn)ZSM-5／BEA沸石復(fù)合物的形成過程有悖于傳統(tǒng)的雙相沸石復(fù)合物的形成過程。傳統(tǒng)沸石復(fù)合物通常都是后合成的沸石在先合成的沸石外表面生長，形成以先

5、合成沸石為核后臺(tái)成的沸石為殼的沸石復(fù)合物，而ZSM-5／BEA沸石復(fù)合物則是后臺(tái)成的沸石(ZSM-5)在先合成沸石(Beta)內(nèi)部進(jìn)行反向生長，其形成機(jī)理可以表述為：首先Beta沸石受合成液中堿的腐蝕形成中空球；接著ZSM—5在。Beta沸石內(nèi)部成核、晶化；然后Beta沸石進(jìn)一步解聚，ZSM-5進(jìn)一步生長；當(dāng)ZSM-5晶體大到一定程度，就有可能撐破越來越薄的Beta沸石殼層。選取甲烷選擇催化還原NO反應(yīng)來測試實(shí)驗(yàn)合成樣品的催化性能。結(jié)果