煤系高嶺土合成Al-MCM-41介孔分子篩及其催化應(yīng)用.pdf

1、介孔分子篩MCM-41具有比表面積大、孔徑分布單一、一維有序孔道等優(yōu)點(diǎn),因此,在催化、吸附等領(lǐng)域受到人們的廣泛關(guān)注。內(nèi)蒙煤系高嶺土資源豐富,品質(zhì)好,是一種制備硅鋁分子篩的優(yōu)良原料。本文以內(nèi)蒙古煤系高嶺土為鋁源,正硅酸乙酯(TEOS)為補(bǔ)充硅源,十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為模板劑,采用水熱合成法,制備了鋁摻雜介孔分子篩(Al-MCM-41)。采用X射線粉末衍射、傅立葉紅外光譜、掃描電鏡、透射電鏡等表征手段對(duì)合成樣品的結(jié)構(gòu)、形貌進(jìn)行分

2、析,探討制備條件對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響,考察樣品的熱穩(wěn)定性和靜態(tài)水熱穩(wěn)定性,并對(duì)一氧化碳優(yōu)先氧化(CO-PROX)Al-MCM-41的載體效應(yīng)進(jìn)行初步探討。原料表征結(jié)果顯示:高嶺土比表面積18.44m2/g,孔容0.05cm3/g,平均孔徑9.96nm,主要成分為三斜晶系、P1(1)空間群、結(jié)構(gòu)式Al4OH8(Si4O10)、結(jié)晶度較高的層狀高嶺石以及少量氧化鐵和鈦氧化物。高嶺土在466.9℃~971.4℃范圍內(nèi)焙燒,生成無(wú)定形的活性硅鋁,可

3、為水熱合成Al-MCM-41介孔分子篩提供全部鋁源和部分硅源?？疾炝烁邘X土焙燒溫度、原料硅鋁比、反應(yīng)溫度、pH值、晶化時(shí)間、晶化溫度、樣品焙燒方式等制備條件對(duì)介孔分子篩Al-MCM-41結(jié)構(gòu)的影響。其中主要影響因素為高嶺土焙燒溫度、原料硅鋁比、反應(yīng)溫度、pH值,而晶化時(shí)間、晶化溫度和樣品焙燒方式對(duì)介孔分子篩的結(jié)構(gòu)特征影響并不顯著,只是其結(jié)構(gòu)參數(shù)稍有變化。確定了合成Al-MCM-41的最優(yōu)制備條件為:高嶺土焙燒溫度550℃、焙燒高嶺土2.

4、0g、反應(yīng)溫度45℃、pH值10.00、晶化溫度110℃、晶化時(shí)間72h、焙燒升溫速率2℃/min、樣品焙燒溫度550℃。在優(yōu)化條件下合成的Al-MCM-41比表面積為580.65m2/g,孔容為0.54cm3/g,平均孔徑為3.57nm,Si/A原子比為9。樣品結(jié)晶度高,具有非均勻分布球形顆粒,大部分鋁進(jìn)入介孔分子篩骨架中?？疾炝薃l-MCM-41樣品的熱穩(wěn)定性。隨著樣品焙燒溫度升高,硅羥基過(guò)度縮聚,導(dǎo)致部分有序結(jié)構(gòu)坍塌,有序性有所下