固相合成硅铝分子筛及其催化反应的研究

摘要

过去的数十年，对于低链烯烃和对二甲苯的需求在急剧增长，这促进了甲醇制烯烃(MTO)和二甲苯异构化反应的快速发展。硅铝分子筛因其独特的孔道结构、大的比表面积、高的水热稳定性和良好的择形催化功能，在上述两类反应中得到广泛应用。传统的硅铝分子筛合成需要使用大量溶剂（水或醇类），而溶剂的存在极易造成废水污染、釜内高压、产率低等问题。另一方面，水热法制备分子筛需要使用有毒、昂贵的有机模板剂，加重了污染和生产成本。
　　为了克服上述缺陷，近期，一种新型的制备沸石分子筛方法被提出来——“固相合成法”。已经有多种硅铝分子筛、磷铝分子筛通过该方法制备得到，但是SSZ-13、EUO这两种分子筛的固相合成还没被研究。SSZ-13是一种在MTO、NH3-SCR反应中被广泛应用的硅铝分子筛，但传统模板剂的昂贵价格、水热法制备的低产率，限制了SSZ-13分子筛的进一步推广素。EUO分子筛是一种具有特殊结构的一维孔道分子筛，在二甲苯异构化反应中有出色的表现。
　　本文着重介绍了一种无溶剂制备高硅SSZ-13分子筛的方法，采用价格低廉的DMECHABr代替传统模板剂，产品产率高达95.7％。重要的是，该方法获得的SSZ-13分子筛具有与传统样品相同的物理化学性质。在第三章中，实现了EUO分子筛的无溶剂合成，并对其二甲苯异构化反应进行测试。第四章主要介绍通过添加晶种，调节固相ZSM-5分子筛的尺寸，研究其用于MTO反应的催化效果。
　　固相制备沸石分子筛具有诸多优点:高产率、低污染、低釜压以及很好的产品质量，这些优点使其在吸附、分离、催化等领域得到了更多的应用机会。新合成路线的开拓，对于建设可持续发展社会，具有经济和环境双重的效益。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 沸石分子筛的概述

1．1．1 沸石分子筛的发展历史

1．1．2 沸石分子筛的结构和分类

1．2 沸石分子筛的合成方法

1．2．1 水热法

1．2．2 溶剂热法

1．2．3 离子热法

1．2．4 干胶转换法

1．2．5 固相法

1．3 沸石分子筛的典型反应概述

1．3．1 甲醇制烯烃反应概述

1．3．2 二甲苯异构化反应概述

1．4 本论文选题的目的、意义及主要成果

1．4．1 论文选题的目的和意义

1．4．2 论文研究内容及成果

参考文献

第二章 固相合成SSZ-13分子筛

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 原料与试剂

2．2．2 材料合成

2．2．3 催化剂的改性

2．2．4 催化反应条件

2．3 结果与讨论

2．3．1 S-SSZ-13分子筛的表征及讨论

2．3．2 S-SSZ-13分子筛的MTO反应测试

2．4 本章小结

参考文献

第三章 固相合成EUO型分子筛

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 原料与试剂

3．2．2 材料合成

3．2．3 催化剂的改性

3．2．3 催化反应条件

3．3 实验结果与讨论

3．3．1 S-EUO分子筛的表征及讨论

3．3．2 S-EUO分子筛的影响因素分析

3．3．3 S-EUO分子筛的催化性能测试

3．4 本章小结

参考文献

第四章 固相合成ZSM-5分子筛在MTO反应中的研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 原料与试剂

4．2．2 材料合成

4．2．3 催化剂的改性

4．2．4 催化测试条件

4．3 固相合成ZSM-5分子筛的表征及催化反应

4．3．1 不同硅铝比(Si／Al)对催化效果的影响

4．3．2 不同合成方法ZSM-5表征与催化反应

4．3．3 不同尺寸固相ZSM-5表征与催化反应

4．3 本章小结

参考文献

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

作者简历

攻读硕士学位期间所获科研成果