(Al)EU-1和（B、Ce）EU-1沸石的合成与表征研究

论文摘要

EU-1是属于EUO型沸石中的一种，在[100]晶面方向具有一维十元环孔道结构（0.58×0.41nm），每个晶胞中含有这样的两组孔道，并且沸石十元坏孔道侧边还含有空旷的十二元环（0.68×0.58nm）支袋，它连接着[001]方向的主孔道，且分别位于该主孔道的两侧，这样十二元环大支袋沿主孔道方向由2—fold的螺旋轴连接。EU-1沸石的孔道维数和侧支袋使得该沸石成为了诸如苯异丙基化和二甲苯异构化等择形反应的有价值的催化剂，尤其是在二甲苯异构化反应中具有非常高的活性和选择性。而目前，国内二甲苯异构化催化剂仍停留在MOR和ZSM-5沸石上，EU-1沸石的出现，无疑为二甲苯异构化催化剂提供了广阔的发展空间。因此，首先是需要结合国内实际情况，探索一条适合国情的、原料基本立足国内的EU-1合成路线；另外，合成该沸石晶化时间长的特点使其应用受到了极大的限制。为符合当前石油化工发展的趋势，开发一种新的高效率的合成方法制备EU-1沸石，以解决晶化时间长的问题已迫在眉睫。本论文尝试在HMBr2-M2O-Al2O3-SiO2-H2O（M：Na，K，Li）合成体系中，以溴化六甲双铵（HMBr2）为模板，硅溶胶、偏铝酸钠等为硅铝原料合成EU-1沸石，从碱源，碱度、硅铝比、模板剂、水含量、硅源、铝源、晶化时间和晶化温度等几个方面系统考察了各个因素对晶化过程和合成样品的影响，并用XRD、FT-IR、TG-DTA、SEM等手段对其进行了物化表征。由于在此体系中直接合成EU-1沸石还存在晶化时间长的缺陷，故在此基础上，采用加入同质、异质晶种和促进剂，对其进行了工艺改进以缩短晶化时间。对比了同质、异质晶种及促进剂对合成晶化时间的影响。实验结果表明同质、异质晶种和促进剂对缩短晶化时间都能起到很好的效果，其中促进剂的效果最为明显，可以使晶化时间由原来的7天缩短至30小时左右。晶化时间的极大缩短为EU-1沸石的工业化奠定了良好的基础。此外，在实验室合成EU-1沸石的基础上，于1L和10L反应釜进行了放大，放大结果进一步证明了该方法的可行性。最后，进行了（B、Ce）EU-1沸石的探索研究，通过XRD、FT-IR、TG-DTA等手段对产物进行了物化性能表征，表征结果表明：合成样品的相对结晶度有所下降；红外谱图中出现了一些特殊吸收峰，热重放热峰温度随晶胞的增大或缩小呈有规律的变化。故而认为B、Ce原子被成功引入沸石骨架。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述及选题
• 1.1 沸石分子筛简介
• 1.1.1 沸石分子筛的概念
• 1.1.2 分子筛的分类
• 1.2 微孔分子筛研究进展
• 1.3 沸石分子筛的晶化机理
• 1.4 沸石分子筛EU-1的研究背景
• 1.4.1 沸石分子筛EU-1的结构表征
• 1.4.2 沸石分子筛EU-1的国内外研究进展
• 1.5 选题的目的和意义
• 参考文献
• 第二章 实验与研究方法
• 2.1 实验原料与设备
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验设备
• 2.2 本课题使用的主要研究方法
• 2.2.1 晶体结构的测定
• 2.2.2 孔结构的测定
• 2.2.3 晶体形貌和物相鉴定
• 2.2.4 骨架结构的测定
• 2.2.5 化学组成分析
• 2.3 测试仪器及测试条件
• 参考文献
• 第三章 EU—1沸石的合成研究
• 3.1 EU-1沸石的制备
• 3.2 EU-1沸石的表征
• 3.2.1 XRD表征
• 3.2.2 红外光谱
• 3.2.3 热重（TG-DTA）分析
• 2吸附表征'>3.2.4 N₂吸附表征
• 3.3 影响因素
• 3.3.1 不同碱源及碱度对产物的影响
• 3.3.2 模板剂对产物的影响
• 3.3.2.1 模扳剂的选择对EU-1沸石合成的影响
• 3.3.2.2 模板剂的量对合成EU-1沸石的影响
• 3.3.3 原料性质的影响
• 3.3.4 硅锅比对合成的影响
• 3.3.5 水量对合成的影响
• 3.3.6 晶化时间对合成的影响
• 3.3.7 晶化温度对合成的影响
• 小节
• 参考文献
• 第四章 合成工艺的改进
• 4.1 促进剂法快速合成EU-1沸石分子筛
• 4.1.1 促进剂为硝酸镁溶液对合成的影响
• 4.1.2 促进剂为磷酸二氢钠对合成的影响
• 4.1.3 促进剂合成EU-1沸石和不加促进剂合成EU-1沸石的红外表征
• 4.2 品种法合成EU-1沸石分子筛
• 4.2.1 同质晶种和异质晶种对合成的影响
• 4.2.2 晶种添加量对合成的影响
• 4.3 EU-1沸石的SEM表征
• 4.4 EU-1的放大
• 小节
• 参考文献
• 第五章 （B、Ce）EU-1沸石的探索研究
• 5.1 杂原子EU-1沸石的制备
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 XRD表征
• 5.2.2 FT-IR表征
• 5.2.3 TG—DTA表征
• 小节
• 参考文献
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 研究特色与创新
• 6.3 展望
• 致谢
• 硕士期间发表论文