雜原子SAPO-34的合成及SAPO-34形貌控制.pdf

1、SAPO-34是一種具有類似天然菱沸石的結構(CHA)結晶硅鋁磷酸鹽微孔分子篩，其拓撲結構由雙六元環(huán)通過四元環(huán)連接而成的層狀結構以ABC順序堆積組成，形成一系列規(guī)整的橢球形籠(7×10A)，這些橢球形籠通過八元環(huán)的窗口(3.8×3.8 A)相互連接，具有三維交叉孔道(上[001]83.8×3.8***)，孔口有效直徑為0.43～0.50nm(隨八元環(huán)形狀而變化)，具強擇形性，SAPO-34具有小孔結構、中等強度的酸性，孔道密度高，可利用

2、的比表面大，熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性很高，是MTO反應中研究最多的材料之一。又因其有較好的吸附性能，故CO2/CH4分離性能也較好。向SAPO-34的骨架中引入雜原子是調變其酸性、改善其催化性能常用的傳統方法之一。近幾年，具有各種形貌以及多級結構的無機材料被廣泛地研究，這些特殊的形貌以及多級結構賦予了該種材料一些其傳統的對應體所不具有的優(yōu)異的、特殊的性能。對分子篩而言，如能被構筑成具有各種形貌或者多級結構的材料，以改變其形貌從而改變其相關擴

3、散通道的長度，這對于延緩結焦、延長催化劑的壽命、提高CO2/CH4分離效果而言將具有十分重要的意義。
　　 1.合成了一系列的不同摻雜量的TiSAPO-34和BSAPO-34，并對所摻的雜原子是否進入到SAPO-34的骨架當中進行了一系列的表征。通過各種表征表明，Ti和B均被引入到了SAPO-34的骨架之中。
　　 2.以甘氨酸、賴氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺作為添加劑在160℃的稍低溫度下合成SAPO-34。在1

4、60℃時SAPO-34的晶化時間比較長(約96 h)，但加入甘氨酸晶化48 h SAPO-34的產率已高達(10±1)％，且晶粒較小，這可能是由于縮短了SAPO-34的成核時間，從而促進了SAPO-34的晶化、縮短了晶化時間，其原因可能是由于甘氨酸的等電點與合成體系的pH相近，甘氨酸起到緩沖溶液的作用能夠將反應液的pH維持在合適的范圍。加入賴氨酸則會抑制SAPO-34的晶化，即使把晶化時間延長至96 h，產物的產率仍舊非常低，這可能是由

5、于賴氨酸與其中的Al絡合使得Al源溶解，或者是賴氨酸的體積較大。由于天冬酰胺與Al的絡合作用，加入天冬酰胺得到的是核桃狀或者具有片層結構的啞鈴狀形貌的氨基酸絡合物，而加入天冬氨酸、谷氨酰胺同樣也得到了類似的結果。單個的氨基(-NH2)、羧基(-COOH)或者兩者的組合體即氨基酸官能團并不能影響形貌，就氨基酸官能團本身而言，它可以促使SAPO-34快速成核從而加速其晶化過程、縮短其晶化時間。氨基酸的作用在很大程度上受其官能團側鏈的鏈長及其

6、官能團的影響，當R基團的影響掩蓋氨基酸官能團的影響時，氨基酸則主要表現R基團的影響，尤其當R基團中含有某些特殊基團時會更加明顯。
　　 3.以各種無機電解質及EDTANa2作為添加劑合成SAPO-34，除SAPO-34原有的方塊形貌之外，還得到了一些圓球、桿狀及長平板狀，但圓球狀的產物為致密相的物質，形貌的變化應該是由于NO3-、SO42-以及EDTA在其中起到某種作用所致。除了對產物的形貌有影響之外，加入的無機電解質及EDTA