納米片層結構ZSM-5分子篩的合成表征以及催化應用.pdf

1、分子篩被廣泛地用作催化劑，是因為其具有如下優(yōu)點:(1)比表面積大;(2)水熱穩(wěn)定性高;(3)微孔豐富均一。傳統(tǒng)的微孔分子篩有其自身的局限性:由于孔徑小，大直徑分子進入孔道困難，同時在孔道內形成的大分子不能快速逸出，常導致副反應發(fā)生，從而限制了其應用范圍。近年來，發(fā)展制備具有納米片層結構的多級孔分子篩成為研究熱點。該方法是利用雙頭季銨鹽表面活性劑，它既可以引導微孔形成，又可以利用長的碳鏈基團限制沸石晶體的生長，是形成納米片層結構的關鍵。但

2、是，合成上述雙頭季銨鹽表面活性劑所需合成原料昂貴，制備過程復雜，因而限制了其工業(yè)應用價值。為此，發(fā)展以價廉易得的季銨鹽表面活性劑制備納米片層結構MFI型分子篩催化劑的新方法，是該發(fā)展方向亟待解決的關鍵問題。
　　本研究工作以有機季銨鹽為微孔模板劑，長鏈陽離子表面活性劑為結構導向劑，合成液摩爾配比為:40SiO2∶xAl2O3∶15TPA∶25KOH:3000H2O∶ySDA，通過控制變量，選擇出最優(yōu)合成條件。在175℃下水熱晶化，

3、制得平均厚度約10nm的納米片層結構ZSM-5分子篩催化劑。對納米片層結構ZSM-5分子篩作了系統(tǒng)分析和表征，并考察了其在甲醇制烯烴(MTO)和甲苯甲醇擇形烷基化(TAM)反應中的催化性能。
　　首先，系統(tǒng)研究了:(1) Silicalite-1分子篩晶種;(2)晶化時間;(3)硅鋁比;(4)有機季銨鹽種類;(5)合成液pH值;(6)長鏈陽離子表面活性劑種類及添加量，對納米片層結構ZSM-5分子篩片層結構以及聚集方式的影響規(guī)律。得

4、到變量可控的不同形貌的ZSM-5分子篩，篩選出最佳配比和合成路線。合成的納米片層結構ZSM-5分子篩是由平均厚度約10nm的有序片層堆積而成，其比表面積為236m2/g。
　　其次，詳細考察了不同形貌的ZSM-5分子篩在MTO反應中的催化性能。納米片層結構ZSM-5分子篩的低碳烯烴選擇性優(yōu)于納米片層ZSM-5分子篩微球，其產(chǎn)物中乙烯、丙烯及低碳烯烴的選擇性分別為25％、31％和66％。進而考察了納米片層結構ZSM-5分子篩的TAM