模板剂、晶种对SAPO-34分子筛收率及晶化行为的影响

摘要

SAPO-34分子筛具有良好的热和水热稳定性，温和的酸性质和独特的八元环孔道结构，在甲醇制烯烃和选择性催化还原氮氧化物等方面表现出优异的催化性能，市场需求巨大。但是目前合成SAPO-34分子筛的工业方法（水热法）存在着高温高压、产品收率低和含磷废水排放量大的问题。 本文在三乙胺（TEA）和二乙胺（DEA）模板剂体系中开展SAPO-34分子筛的合成实验，重点研究了影响SAPO-34分子筛合成收率的主要因素，并通过晶种辅助技术提高了产品收率。得到了以下主要结果和结论： (1)在三乙胺模板剂体系中，SAPO-34分子筛合成收率受晶化时间和晶化温度的影响显著，而模板剂用量和硅含量对其影响不大。延长晶化时间、提高晶化温度有助于增加收率。当晶化温度为200℃时，SAPO-34分子筛合成收率在晶化60h后基本不变，可达87.0%。同时，提高晶化温度，成核及晶化速率加快，样品粒度减小；TEA用量增加，对SAPO-5杂晶有抑制作用。 (2)在二乙胺模板剂体系中，延长晶化时间、提高晶化温度同样有助于增加SAPO-34分子筛的合成收率。但与三乙胺模板剂体系不同的是，晶化后期分子筛收率随时间延长而明显降低。当晶化温度为200℃时，分子筛收率在晶化60h达到最大（45.3%），而晶化72h后收率下降为36.2%。同时，降低晶化温度，成核及晶化速率减小，但样品粒度均匀；DEA用量增加，对SAPO-11杂晶有抑制作用。 (3)比较三乙胺和二乙胺模板剂体系，在相同初始凝胶配比及晶化条件下，三乙胺体系具有明显更快的成核速率和合成收率，且具有更均匀的晶粒度。 (4)在初始凝胶中添加晶种，能够促进SAPO-34分子筛成核，提高晶化速率和合成收率，并降低样品晶粒度。在三乙胺模板剂体系中（180℃下晶化48h），通过引入晶种，SAPO-34分子筛的合成收率从68.1%提高至79.2%，与无晶种体系200℃合成收率相当。

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