论文摘要
T型沸石既具有酸性又为小孔结构,并且有良好的热稳定性和耐酸性能,可作为一些小分子烃类反应的择形催化剂和吸附分离材料。目前国内外对T型沸石的研究报道较少,人们对其合成和应用方面仍有许多问题没有搞清楚。本文首次以廉价的水玻璃和工业硫酸铝为原料,对T型沸石的水热合成进行了探索研究,得到一些有益结果。论文系统考察了加入/不加入季胺碱TMAOH的两种合成体系中T沸石的晶化规律。结果表明:两种体系都可得到结晶度高,晶相纯的T沸石。在不加入TMAOH的体系中,钾离子对T沸石的合成起主要结构导向作用;而在加入TMAOH的体系,TMA+起主要的结构导向作用。在不加入TMAOH的体系中合成出的T沸石比表面积和微孔体积均较小,而在加入TMAOH的体系合成出的T沸石比表面积和微孔体积显著增大。加入TMAOH的体系合成出的T沸石的硅铝比也有所提高。因此,TMAOH对T沸石的合成有重要影响。在不加入TMAOH的合成体系中发现:水玻璃作硅源时的晶化诱导期比硅溶胶短。晶化温度在85~135℃内可得到晶相纯的T型沸石。搅拌晶化能有效减小T型沸石的晶粒度,但搅拌速度在200~800 r/min内对晶粒大小的影响不明显。凝胶n(SiO2)/n(Al2O3)比在16~32范围内可合成出结晶度高、晶相纯的T型沸石,但凝胶n(SiO2)/n(Al2O3)比大于32时,晶化产物中出现钙十字沸石杂晶。凝胶n(SiO2)/n(Al2O3)比改变对T型沸石产物硅铝比基本无影响。另外,本文还对水玻璃体系合成出的T沸石进行了性质表征。结果表明:T沸石具有良好的热稳定性和水热稳定性,具有与HZSM-5沸石相似的酸度。其膜制品在二氧化碳和甲烷混合气体的分离中具有较好的分离效果,表现出良好的应用价值。
论文目录
摘要Abstract引言1 文献综述1.1 T型沸石的结构1.2 T型沸石的应用研究1.2.1 催化方面1.2.2 吸附分离方面1.3 T型沸石的合成研究1.4 论文的选题依据与主要内容2 实验方法2.1 实验原料与仪器设备2.1.1 原料与试剂2.1.2 仪器与设备2.2 T型沸石的制备2.3 样品表征2.3.1 X射线多晶衍射(XRD)2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)2物理吸附'>2.3.3 N2物理吸附2.3.4 X射线荧光光谱(XRF)2.3.5 傅立叶-红外谱图(FT-IR)2.3.6 动态吸附量测定2.3.7 热重(TG)表征3-TPD表征'>2.3.8 NH3-TPD表征3 不加有机模板剂体系中的T型沸石合成2)/n(Al2O3)比的影响'>3.1 凝胶n(SiO2)/n(Al2O3)比的影响2)/n(Al2O3)比对T沸石结晶度的影响'>3.1.1 凝胶n(SiO2)/n(Al2O3)比对T沸石结晶度的影响2)/n(Al2O3)比对晶化产物形貌影响'>3.1.2 凝胶n(SiO2)/n(Al2O3)比对晶化产物形貌影响2)/n(Al2O3)比晶化产物的IR骨架结构表征'>3.1.3 不同凝胶n(SiO2)/n(Al2O3)比晶化产物的IR骨架结构表征2)/n(Al2O3)比对晶化速度的影响'>3.1.4 凝胶n(SiO2)/n(Al2O3)比对晶化速度的影响2)/n(Al2O3)比对晶化产物化学组成的影响'>3.1.5 凝胶n(SiO2)/n(Al2O3)比对晶化产物化学组成的影响3.2 KOH的影响3.3 硅源的影响3.4 晶化温度的影响3.4.1 晶化温度对产物结构的影响3.4.2 晶化温度对产物形貌的影响3.5 机械搅拌的影响3.5.1 静止和搅拌晶化对产物结构的影响3.5.2 静止和搅拌下晶化对产物形貌的影响3.5.3 静止和搅拌下晶化产物的氮气物理吸附表征3.5.4 静止和搅拌下晶化产物的正己烷和环己烷吸附量表征3.5.5 静止和搅拌下晶化产物的IR骨架结构表征3.6 陈化条件的影响3.6.1 70℃陈化的影响3.6.2 室温陈化的影响3.7 晶种的影响3.8 NaCl加入量对合成的影响3.9 本章小结4 有机胺TMAOH体系下合成T型沸石的研究4.1 TMAOH对T沸石结构和形貌的影响4.2 TMAOH对T沸石化学组成的影响4.3 TMAOH对T沸石物理吸附性能的影响4.4 TMAOH用量对T沸石正己烷和环己烷吸附性能的影响4.5 本章小结5 T型沸石的应用前景5.1 T沸石的稳定性考察5.1.1 不加有机模板剂体系合成所得T沸石的热稳定性5.1.2 TMAOH体系合成所得T沸石的热稳定性5.1.3 不加有机模板剂体系合成所得T沸石的水热稳定性5.1.4 T沸石的耐酸性5.2 T型沸石的酸性表征5.3 T型沸石的吸附分离应用结论参考文献攻读硕士学位期间发表学术论文情况致谢
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