UZM-5分子筛的动态合成及模板剂脱除

论文摘要

以四乙基氢氧化铵-四甲基氯化铵为复合模板剂,在动态水热条件下合成UZM-5分子筛,同时考察晶化温度、晶化时间、有机模板剂、金属钠离子等对合成的影响,其次研究脱除模板剂的最佳焙烧条件以及模板剂热分解机理,最后再对UZM-5分子筛模板剂的脱除方法进行了进一步的探索,使用X射线衍射、扫描电镜、红外、热重-质谱联用以及固体核磁等手段对产物进行分析。采用动态水热合成法,在晶化温度140℃-150℃、原料配比SiO2:0.25Al2O3:0.4-1.2TEAOH:0.064-0.160TMACl:20H2O范围内均可合成出结晶度良好的UZM-5分子筛。在最佳晶化温度145℃下,反应3天即可合成出晶型完好的分子筛。Na+的加入易导向UZM-9的生成。热焙烧法脱除UZM-5分子筛中模板剂,NH3气氛优于Air气氛,N2气氛效果最差；最佳升温速率为5℃/min,其次是1℃/min,10℃/min效果最差；不同升温过程对该分子筛的煅烧产物也有较大影响,一段升温效果优于两段升温,多段升温与后者效果类似；热焙烧温度越高,分子筛结构坍塌越严重,当温度达到800℃时,分子筛变为无定形结构。热重-质谱分析结果表明,模板剂四甲基氯化铵在分子筛中以TMACl和TMA+两种形式存在,且TMA+的分解发生温度更低,高温煅烧时,TMACl及位于分子筛孔道外部的TMA+先发生分解,随着反应的进行,位于分子筛孔道内部的TMA+和TEA+开始分解,分子筛部分骨架坍塌,气体反应产物从坍塌的骨架处逸出；当有氧气存在时,模板剂的氧化反应和分解反应同时进行,大量的热量的产生也是导致分子筛结构变化的原因。采用溶剂萃取法及UV/H2O2法脱除UZM-5分子筛中复合模板剂,结果发现：盐酸及硝酸为溶剂能脱除UZM-5分子筛中一定量的模板剂；UV/H2O2法脱除效果明显,模板剂脱除率21%。可见使用这两种模板剂脱除方法值得进一步探索。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 UZM-5分子筛概述
• 1.2.1 UZM-5分子筛的晶体结构特征
• 1.2.2 UZM-5分子筛的物理化学性质
• 1.2.3 UZM-5分子筛的应用
• 1.3 UZM-5分子筛的合成
• 1.3.1 UZM系列分子筛的合成
• 1.3.2 UZM-5分子筛的合成
• +-TMA⁺复合模板剂的脱除'>1.4 UZM-5分子筛中TEA⁺-TMA⁺复合模板剂的脱除
• 1.4.1 分子筛中有机模板剂的脱除方法
• +）的脱除'>1.4.2 分子筛中四乙基铵离子（TEA⁺）的脱除
• +）的脱除'>1.4.3 分子筛中四甲基胺离子（TMA⁺）的脱除
• 1.5 本实验意义
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验用原料和设备
• 2.2 实验操作
• 2.2.1 UZM-5分子筛的制备
• 2.2.2 模板剂的脱除
• 2.3 分子筛的表征
• 2.3.1 晶体结构测定
• 2.3.2 晶体形貌测定
• 2.3.3 傅里叶红外测定
• 2.3.4 热重-质谱测定
• 2.3.5 固体核磁测定
• 第三章 UZM-5分子筛的动态合成
• 3.1 晶化温度的影响
• 3.2 晶化时间的影响
• 3.3 模板剂的影响
• 3.3.1 有机模板剂的影响
• +的影响'>3.3.2 Na⁺的影响
• 3.4 合成方法的影响
• 3.5 小结
• 第四章 热焙烧法脱除UZM-5中模板剂
• 4.1 热焙烧条件对模板剂脱除效果的影响
• 4.1.1 热焙烧气氛的影响
• 4.1.2 升温速率的影响
• 4.1.3 分阶段升温的影响
• 4.1.4 热焙烧温度的影响
• 4.2 模板剂热分解机理
• 4.2.1 分析方法选择
• 4.2.2 惰性气氛下模板剂热分解机理
• 4.2.3 有氧气氛下模板剂热分解机理
• 4.3 小结
• 第五章 UZM-5中模板剂脱除新方法探索
• 5.1 溶剂萃取法
• 5.2 紫外光-双氧水法
• 5.3 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介