MCM-41型結(jié)構(gòu)復(fù)合分子篩的合成、表征和催化性能研究.pdf

1、本論文采用水熱法和微波法制備了MCM-41和MCM-41型結(jié)構(gòu)復(fù)合分子篩，分別采用微孔沸石硅源法和納米組裝法合成了MCM-41型結(jié)構(gòu)復(fù)合分子篩，分別記為ZM分子篩和M分子篩，并采用XR-D、BET、NH3-TPD、SEM、TG-DTA和IR等分析手段對其進(jìn)行表征。分別以鄰二甲苯和1，3，5-三異丙基苯為探針分子對合成樣品進(jìn)行催化性能評價(jià)。 1、水熱法合成ZM分子篩的最佳條件為晶化溫度100℃，氫氧化鈉水溶液濃度1～3M/L，氫氧

2、化鈉水溶液處理時(shí)間10～90min；微波法合成ZM分子篩的最佳條件為nSi/nAl=38，pH值為8．5，十六烷基三甲苯溴化銨（CTAB）水溶液的濃度為5wt％，第一步晶化時(shí)間120min，第二步晶化時(shí)間120min。 2、水熱法合成M分子篩的的最佳合成條件nSi/nAl=38，晶化溫度120℃，晶化時(shí)間48h，pH值為10；微波法合成M分子篩的最佳條件為nCTAB/nAl=8，nTEAOH/nAl=13，nH2O/nAl=12

3、00，前驅(qū)體晶化時(shí)間為10min，分子篩晶化時(shí)間為180min，晶化壓強(qiáng)0．12～0．5 MPa。 3、SEM照片顯示MCM-41分子篩晶體是呈團(tuán)聚狀地生長在一起，粒度大小比較均勻，排列緊湊。ZM分子篩的介孔部分是圍繞微孔沸石晶體構(gòu)建的。M分子篩晶體是呈團(tuán)聚狀地生長在一起，顆粒形貌為球形或橢圓形。 4、N2吸附-脫附結(jié)果顯示ZM分子篩同時(shí)具有微孔和介孔結(jié)構(gòu)，比表面積為389㎡．g-1。M分子篩同時(shí)具有微孔和介孔結(jié)構(gòu)，比表

4、面積達(dá)到1162㎡．g-1。ZSM-5/MCM-41機(jī)械混合物（ZMCM）的比表面積為752㎡．g-1。所以ZM分子篩和M分子篩均不同于機(jī)械混合的分子篩。 5、NH3-TPD測試結(jié)果表明HZM分子篩和HM分子篩的總酸量均介于HMCM-41酸量與HZSM-5酸量之間。HM分子篩只有弱酸中心，無強(qiáng)酸中心，其酸量小于HZM分子篩的酸量。 6、TG-DTA測試表明，MCM-41分子篩的孔道結(jié)構(gòu)在780℃左右發(fā)生坍塌；ZM分子篩的

5、孔道結(jié)構(gòu)在1200℃左右發(fā)生坍塌；M分子篩的孔道結(jié)構(gòu)在900℃左右發(fā)生坍塌。說明所合成的兩種復(fù)合分子篩均具有比MCM-41分子篩更好的熱穩(wěn)定性。 7、HMCM-41、HZSM-5、HZM、HM分子篩和HZSM-5/HMCM-41機(jī)械混合物（HZMCM）催化鄰二甲苯反應(yīng)的活性對比表明，分子篩催化鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率的高低順序?yàn)镠ZM>HZSM-5>HZMCM>HM>HMCM-41。由于HZSM-5分子篩的總酸量和酸強(qiáng)度均高于HMCM-4

6、1、HM和HZMCM，所以其鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率較高。HZM分子篩催化鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率最高，為80．2％，由于HZM分子篩既能為鄰二甲苯異構(gòu)化反應(yīng)提供足夠多的酸中心又能允許二甲苯分子充分進(jìn)入到孔道內(nèi)部反應(yīng)。HM分子篩催化鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率為60．9％，由于HM分子篩無強(qiáng)酸中心且總酸量低于HZM、HZSM-5分子篩。 8、HMCM-41、HZSM-5、HZM、HM和HZMCM催化裂化1，3，5-三異丙基苯的活性對比表明，分子篩催化1，3，

7、5-三異丙基苯轉(zhuǎn)化率的高低順序?yàn)镠ZM>HM>HMCM-41>HZMCM>HZSM-5。HMCM-41分子篩在450℃下催化1，3，5-三異丙基苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到81．4％，與其均一的介孔孔徑有關(guān)。HZM分子篩催化1，3，5-三異丙基苯的轉(zhuǎn)化率最高，為89．0％，由于HZM分子篩既能為1，3，5-三異丙基苯裂解反應(yīng)提供足夠多的酸中心又能允許1，3，5-三異丙基苯分子充分進(jìn)入到孔道內(nèi)部反應(yīng)。HM分子篩催化1，3，5-三異丙基苯的轉(zhuǎn)化率為84．