硅烷偶聯(lián)劑作用下制備晶內(nèi)介孔S ILICALITE-1沸石.pdf

1、Silicalite-1沸石分子篩是一類全硅MFI型沸石，具有高的比表面積和穩(wěn)定性、酸和弱堿溶液耐受性、形狀選擇性的微孔孔道，因此常作為吸附劑或催化劑載體材料應(yīng)用于吸附分離和催化領(lǐng)域。由于silicalite-1沸石分子篩屬于微孔沸石，客體分子在孔道中的擴(kuò)散屬于構(gòu)型擴(kuò)散，擇形選擇性同時(shí)也帶來(lái)了較強(qiáng)的擴(kuò)散限制，導(dǎo)致沸石利用效率降低并容易造成失活。
　　合成多級(jí)孔結(jié)構(gòu)沸石是改善silicalite-1沸石分子篩的擴(kuò)散性能的一個(gè)有效手段

2、，通過(guò)縮短分子在微孔內(nèi)的特征擴(kuò)散距離，提高了客體分子與吸附位點(diǎn)的可接近度。本文以水玻璃為硅源，TPABr為微孔模板劑，在硅烷偶聯(lián)劑的作用下，成功制備了具有晶內(nèi)介孔的多級(jí)孔silicalite-1沸石分子篩。本文具體包括以下內(nèi)容:
　　1)采用水熱合成法，分段晶化合成了具有晶內(nèi)介孔的silicalite-1沸石分子篩。探索了各種因素，包括硅烷偶聯(lián)劑種類、硅烷偶聯(lián)劑加入量、晶化時(shí)間、堿度等因素對(duì)silicalite-1晶化行為、晶形及

3、性質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)表明，采用硅烷偶聯(lián)劑[（3-環(huán)氧乙基甲氧基丙基）三甲氧基硅烷，GPTMS]，可成功合成出具有晶內(nèi)介孔的棱柱狀silicalite-1沸石分子篩。合成體系的堿度在很大程度上影響沸石的尺寸及其均一性;而分段晶化的時(shí)間對(duì)結(jié)晶度影響較大:未經(jīng)110℃晶化，而只180℃晶化1天，分子篩因未完全晶化而結(jié)晶度低，110℃晶化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)破壞成核，不利于沸石的生長(zhǎng)，110℃晶化2天，180℃晶化4天得到結(jié)晶度較高、比表面積較大的樣品。

4、
　　2)研究了合成的silicalite-1沸石上二甲苯異構(gòu)體和甲酚異構(gòu)體的液相吸附性能。對(duì)二甲苯異構(gòu)體的單組分吸附平衡研究發(fā)現(xiàn)，合成的具有晶內(nèi)介孔silicalite-1沸石顯示很高的對(duì)二甲苯和鄰二甲苯平衡吸附量，分別為187 mg/g與73 mg/g。對(duì)二甲苯的吸附速率曲線表明，硅烷偶聯(lián)劑作用下合成的silicalite-1沸石對(duì)對(duì)二甲苯的吸附速率明顯提高，正丁烷吸附的實(shí)驗(yàn)也表明具有晶內(nèi)介孔的silicalite-1沸石具有

5、更佳的傳質(zhì)性能。二組分競(jìng)爭(zhēng)吸附曲線結(jié)果顯示，多級(jí)孔結(jié)構(gòu)silicalite-1沸石在提高了傳質(zhì)性能的同時(shí)，并沒(méi)有犧牲對(duì)二甲苯的吸附選擇性。研究了間甲酚與對(duì)甲酚在silicalite-1上的吸附行為，雙組分競(jìng)爭(zhēng)吸附結(jié)果表明，質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小時(shí)間甲酚在吸附中占優(yōu)勢(shì)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.1后對(duì)甲酚的選擇性增加，逐漸在吸附中占優(yōu)勢(shì)。具有晶內(nèi)介孔的silicalite-1分子篩顯示了良好的甲酚吸附速率和較高的甲酚吸附量。
　　3)以正硅酸乙酯為硅源