论文部分内容阅读
多级孔道分子筛不仅具有良好的扩散性能,而且具有良好的热和水热稳定性以及抗积碳能力,在重油裂化、大分子催化及精细化工领域中具有重要作用。它的设计、合成及催化应用成为了目前催化领域研究的热点。多级孔道分子筛的合成方法大致分为两类：一类是对分子筛进行后处理,主要包括脱硅法和脱铝法；另一类是直接合成多级孔道分子筛,主要包括硬模板法、软模板法以及小分子模板原位组装制备纳米粒子聚集体的方法。在软模板法中最大的问题是模板剂之间是竞争而非协同作用产生相分离。其中双功能模板剂的使用能有效避免相分离,得到形貌各异的多级孔道结构分子筛,但双功能模板剂多未商业化,其价格昂贵,制备繁琐,很难大规模应用。本文拟采用简单易得的表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为介孔模板剂,以具有弱结构导向能力的1,6-已二胺(HDA)作为有机结构导向剂,通过调控合成条件,增强介孔模板剂胶束生成过程和分子筛生长过程的匹配度,降低两者的竞争作用制备多级孔道ZSM-5分子筛。全文主要围绕以下两部分工作进行：第一部分以HDA作为有机结构导向剂制备ZSM-5分子筛纳米聚集体,合成过程中加入CTAB抑制聚集体纳米粒子之间的相互融合,一步水热合成了具有高外比表面积、大介孔孔容以及规则介孔孔径分布的多级孔道ZSM-5分子筛纳米粒子聚集体。所得多级孔道ZSM-5分子筛具有良好的结晶度,其总比表面积高达426A m2/g、孔容高达0.46 cm3/g,在LDPE裂解反应中表现出优异的催化性能。文章考察了硅源、硅铝比、CTAB及其用量等对多级孔道ZSM-5分子筛差异性的影响,通过对晶化过程的考察探究了分子筛的合成机理以及CTAB在合成过程中所起的作用。第二部分加入Sililite-1胶态晶种,加快晶化速度、缩短晶化时间,利用CTAB组装晶种,合成分子硅铝比范围为30～600的多级孔道ZSM-5分子筛,外比表面积范围为54.5～113.3 m2/g。所得分子硅铝比为100的ZSM-5分子筛负载Ru后在愈创木酚加氢脱氧反应中反应1h的转化率高达47%,说明酸量是决定分子筛催化活性的关键因素。考察并优化了高硅铝比多级孔道ZSM-5分子筛制备的条件。