学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

超浓无胺体系中ZSM-35沸石分子筛的优化合成及表征

作　者: 王立志
导　师: 窦涛；李玉平
学　校: 太原理工大学
专　业: 工业催化
关键词: ZSM-35分子筛超浓无胺体系优化合成
分类号: O643.36
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 120次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

ZSM-35是属于FER型的层状沸石,具有互相垂直的10MR孔道和8MR孔道,是一类很有特色的新型催化材料。迄今为止,对ZSM-35沸石的研究主要集中在液相机理下的一些合成规律和影响因素以及固相机理合成ZSM-35沸石方法的提出,而对固相机理合成ZSM-35沸石的晶化过程和影响因素报道的很少。另外,由于其具有优良的热/水热稳定性、酸性和择形性,在多种反应中均显示出了优异的催化性能。因此人们就通过使用各种不同的方法和不同的模板剂合成ZSM-35沸石分子筛,沸石合成过程中所使用的模板剂一般都具有以下特征:1.具有毒性和腐蚀性,给研究人员和操作工人的身体健康造成危害;2.反应后的废液排放对环境造成一定污染;3.价格昂贵,约占生产沸石成本的50%,使生产成本居高不下;4.模板剂必须易热解,从而使分子筛易活化而成为催化剂的载体。由于上述原因,使不加模板剂合成沸石分子筛成为具有很高经济价值的课题,所以需要寻求一种比较新颖的绿色合成路线以减少对环境的污染和降低合成成本。本论文首先在超浓无胺体系中合成ZSM-35沸石,着重从硅铝比、碱度、水含量、晶化时间和晶化温度等几个方面详尽地考察了各个因素对晶化过程和合成样品的影响。通过对固液相组分跟踪测试,发现在液相中硅铝的含量为零,由此证明在此超浓无胺体系中合成ZSM-35沸石是固相机理合成沸石的一个典型佐证。从分子筛的孔道和结构单元特点出发探讨晶化过程中的转晶现象,认为具有相同次级结构单元五元环的沸石分子筛FER、MOR、MFI的转晶是由孔道稳定性的变化决定的。通过对上述在超浓无胺体系中合成样品的XRD、SEM和红外测定,我们确定合成样品为纯相的ZSM-35沸石。但当我们对样品进行氮吸附测定后和原位固相体系中合成ZSM-35沸石样品作比较,发现其孔的表面积和体积都小于原位固相体系中合成的ZSM-35沸石样品,而且产品的合成过程中容易生成MOR杂晶。为此我们进行了一系列实验对超浓无胺体系中合成ZSM-35沸石条件进行优化,结果发现无水乙醇的加入可使ZSM-35沸石的结晶度有很大的提高,同时对MOR杂晶相有很好的抑制作用。之后,我们又着重考察了无水乙醇的加入量对ZSM-35沸石结晶度以及晶体形貌的影响、适量无水乙醇的加入对ZSM-35沸石硅铝比范围的影响等一些因素。最后,通过对样品进行氮吸附测试发现,经过优化后合成样品的孔结构参数都有明显提高。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
第一章文献综述及选题  11-34
  引言  11
  1.1 沸石分子筛概述  11-20
    1.1.1 沸石分子筛的定义  12
    1.1.2 沸石分子筛的化学组成  12
    1.1.3 沸石分子筛的晶体结构  12-13
    1.1.4 沸石分子筛的物理化学性质  13-14
      1.1.4.1 沸石分子筛的物理性质  13
      1.1.4.2 沸石分子筛的化学性质  13-14
    1.1.5 沸石的合成方法  14-16
    1.1.6 沸石分子筛的合成过程及影响因素  16-17
      1.1.6.1 沸石分子筛的合成过程  16
      1.1.6.2 沸石合成过程的主要影响因素  16-17
    1.1.7 沸石分子筛的晶化机理和动力学规律  17-18
      1.1.7.1 沸石分子筛的晶化机理  17-18
      1.1.7.2 沸石分子筛合成动力学和热力学规律  18
    1.1.8 沸石分子筛的普遍特点  18-19
    1.1.9 沸石分子筛的应用  19-20
  1.2 ZSM-35沸石分子筛概述  20-25
    1.2.1 ZSM-35沸石分子筛的结构及形貌  20-22
    1.2.2 沸石分子筛ZSM-35的合成方法  22-25
  1.3 超浓无胺体系中ZSM-35沸石分子筛的合成  25-28
    1.3.1 无胺沸石分子筛ZSM-35合成的设想  26-27
    1.3.2 晶种的作用及对合成样品的影响  27
    1.3.3 超浓无胺体系中ZSM-35沸石分子筛的合成及优化  27-28
  1.4 选题目的和意义  28-30
  参考文献  30-34
第二章实验与研究方法  34-41
  2.1 实验原料与设备  34
    2.1.1 实验原料  34
    2.1.2 实验设备  34
  2.2 本课题使用的主要研究方法  34-37
    2.2.1 晶体结构的测定  34-35
    2.2.2 孔结构的测定  35
    2.2.3 晶体形貌和物相鉴定  35-36
    2.2.4 化学组成分析  36-37
    2.2.5 骨架结构的测定  37
  2.3 本课题使用的测试仪器  37-40
    2.3.1 结构和组成分析  37
    2.3.2 FCC催化性能的评价  37-40
      2.3.2.1 标准轻油微反活性指数的测定  37-39
      2.3.2.2 裂化反应的气体产物组成分析  39
      2.3.2.3 反应汽油产品辛烷值的测定  39-40
  参考文献  40-41
第三章超浓无胺体系中ZSM-35沸石的合成  41-60
  3.1 ZSM-35沸石的制备  41
  3.2 ZSM-35沸石的表征  41-43
    3.2.1 XRD表征  41-42
    3.2.2 红外光谱  42-43
  3.3 影响因素  43-56
    3.3.1 SiO_2/Al_2O_3比值的影响  43-45
    3.3.2 OH~-/SiO_2比值的影响  45-49
      3.3.2.1 OH~-/SiO_2比值对晶化产物的影响  45-46
      3.3.2.2 OH~-/SiO_2比值对主要衍射峰的影响  46-47
      3.3.2.3 不同碱度的晶化动力学曲线  47-48
      3.3.2.4 OH~-/SiO_2比值对晶体形貌的影响  48-49
    3.3.3 晶化时间的影响  49-51
    3.3.4 晶化温度的影响  51-52
    3.3.5 水含量的影响  52-55
    3.3.6 晶种量的影响  55-56
  3.4 晶化机理和转晶的讨论  56-57
  小结  57-59
  参考文献  59-60
第四章超浓无胺体系中ZSM-35沸石合成条件的优化  60-70
  4.1 添加剂的选取  60-61
  4.2 无水乙醇的加入对合成ZSM-35沸石的影响  61-64
    4.2.1 无水乙醇的加入量对沸石结晶的影响  61-63
    4.2.2 无水乙醇的加入对硅铝比范围的影响  63-64
  4.3 无水乙醇的加入对沸石形貌的影响  64-66
  4.4 氮吸附的比较  66-67
  4.5 稳定性比较  67-68
  4.6 FCC催化性能表征  68-69
  参考文献  69-70
第五章结论与展望  70-73
  5.1 结论  70-71
  5.2 研究特色与创新  71-72
  5.3 工作设想  72-73
致谢  73-74
硕士期间发表论文  74

超浓无胺体系中ZSM-35沸石分子筛的优化合成及表征

内容摘要

全文目录

相似论文