新型微孔-介孔复合结构硅酸铝分子筛的合成、表征及应用研究

摘要

本文从商用角度出发，研究了微孔沸石复合分子筛的合成路线，探索了不同组装路线的组装行为。 文章首先对商用的ZSM-5沸石进行碱处理，得到碱处理的浆液、滤液和滤饼，并考察了碱处理沸石的性能，提出了相应的碱溶机理。然后将浆液、滤液和滤饼分别作为硅铝源考察了不同组装方法的可行性及其相应的组装行为。碱处理ZSM-5沸石的滤液和浆液中含有一些可溶解的纳米级硅铝酸盐碎片和一些具有沸石次级结构单元的纳米晶，因此可以作为前驱体溶液合成复合结构分子筛。而碱处理ZSM-5沸石得到的滤饼为富含超细化颗粒的晶粒，且晶粒粗糙度很高，因此易于附晶生长介孔分子筛，得到的微孔颗粒表面附晶生长的介孔分子筛，具有很好的长程有序度，为六方排列的孔道结构。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

创新点摘要

第1章引言

1.1前言

1.2微孔分子筛的研究背景

1.3介孔分子筛的研究背景

1.3.1介孔分子筛材料的合成进展

1.3.2介孔分子筛材料的合成机理

1.4微孔-介孔复合结构分子筛的合成研究进展

1.4.1原位合成法

1.4.2后合成法

1.4.3纳米组装法

1.4.4其它方法

1.5介孔分子筛的应用研究

1.6介孔分子筛及微孔-介孔复合分子筛的水热稳定性

1.7本论文的立题背景和研究的主要内容

1.7.1研究现状与存在问题

1.7.2论文的研究思路与主要内容

第2章微孔-介孔复合结构分子筛的合成及研究方法

2.1前言

2.2实验药品与试剂

2.3微孔-介孔复合结构分子筛的合成步骤

2.3.1微孔分子筛的化学预处理实验

2.3.2微孔-介孔复合分子筛的合成实验

2.3.3催化剂的制备

2.4样品的性能表征手段

2.4.1 X射线衍射分析

2.4.2 N2吸附-脱附分析

2.4.3透射电子显微镜测试

2.4.4扫描电子显微镜测试

2.4.5热重分析实验

2.4.6红外光谱测试

2.4.7固体核磁共振表征

2.4.8程序升温脱附表征

2.4.9硅铝比的测定

2.5样品的活性评价

第3章微孔沸石ZSM-5的化学处理

3.1引言

3.2碱处理对ZSM-5沸石性能的影响

3.2.1骨架结构分析

3.2.2比表面与孔结构变化

3.2.3表面形貌结构

3.2.4组成变化

3.3酸处理对ZSM-5沸石性能的影响

3.4小结

第4章微孔沸石ZSM-5上MCM-41的附晶生长

4.1引言

4.2以碱处理ZSM-5的滤饼为原料

4.2.1老化时间的影响

4.2.2碱处理ZSM-5加入量的影响

4.2.3晶化时间的影响

4.2.4复合分子筛的骨架特性

4.2.5复合分子筛的酸性质

4.2.6复合分子筛的表面形貌特性

4.3以酸处理ZSM-5的滤饼为原料

4.3.1晶化时间的影响

4.3.2 ZSM-5加入量的影响

4.3.3复合分子筛的表面形貌特性

4.4复合结构分子筛的反应性能

4.5小结

第5章由碱处理ZSM-5合成微孔-介孔复合结构分子筛

5.1引言

5.2以碱处理ZSM-5的浆液或滤液作为硅铝源

5.2.1复合分子筛的骨架结构

5.2.2复合分子筛的孔结构

5.2.3复合分子筛的形貌特征

5.2.4复合分子筛的水热稳定性

5.2.5复合分子筛的热稳定性

5.2.6复合分子筛的酸性

5.3合成条件对复合分子筛性能的影响

5.3.1晶化温度的影响

5.3.2 pH值的影响

5.3.3 ZSM-5碱处理时间的影响

5.3.4 ZSM-5碱处理浓度的影响

5.4合成放大实验

5.5复合分子筛的催化反应性能

5.6小结

第6章由ZSM-5与单体硅铝源共组装合成复合结构分子筛

6.1前言

6.2碱处理的ZSM-5浆液或滤液作为部分硅铝源

6.2.1复合分子筛的骨架结构

6.2.2复合分子筛的形貌特征

6.2.3复合分子筛的孔结构

6.2.4不同碱度的影响

6.2.5硅铝比的影响

6.2.6复合分子筛的酸性和水热稳定性

6.3碱处理的ZSM-5与单体铝源共组装

6.3.1碱处理的浆液与单体铝源共组装

6.3.2碱处理的滤液与单体铝源共组装

6.4小结

第7章组装机理探讨

7.1原粉的酸碱处理机制

7.2附晶生长机理

7.3由碱处理滤液合成复合分子筛的自组装生长机制

7.4由碱处理浆液合成复合分子筛的自组装机制

7.5碱处理浆液或滤液与单体硅铝源的共组装机制

第8章结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果