水溶性高分子在高硅Y型沸石合成中的應用.pdf

1、水溶性高分子擁有多種分子量及極性基團，將它們應用于沸石分子篩合成體系中能夠起到縮短晶化時間、減小粒徑、增加比表面等作用。本文研究了以硅鋁微球為主要合成原料，直接合成高硅鋁比Y型沸石的合成規(guī)律，并將水溶性高分子應用于該合成體系中，系統(tǒng)地考察了它們對Y型沸石合成的影響，采用XRD、SEM、FT-IR等手段對合成樣品進行了表征。 Y型沸石是石油化工中催化裂化催化劑(簡稱FCC催化劑)的主要活性組分，它的骨架硅鋁比的高低是影響其使用性能

2、的主要因素。直接合成高硅鋁比Y型沸石可以有效地避免工業(yè)中二次脫鋁后所造成的Y型沸石晶體結構部分崩塌的缺陷，有效地保持了Y型沸石較高的結晶度。 本文在Na<,2>O-Al<,2>O<,3>-SiO<,2>-H<,2>O體系中，選用硅鋁微球作為主要合成原料，利用其固體硅、鋁原料共存，硅、鋁在合成中同步緩釋的特點，水熱法直接一次合成高硅Y型沸石。合成樣品的骨架硅鋁比能夠達到3.1，比工業(yè)NaY沸石(通常其骨架硅鋁比為2.5)有明顯的提

3、高。用硅鋁微球做原料合成的高硅Y型沸石的晶體形貌是100-300納米的小顆粒經(jīng)過聚積形成數(shù)十微米的顆粒，比工業(yè)NaY沸石的微米級粒徑明顯降低。合成樣品的熱穩(wěn)定性研究結果表明：本文的合成樣品與工業(yè)樣品經(jīng)過相同條件處理后，工業(yè)樣品在500℃時就發(fā)生骨架崩塌，而合成樣品在850℃時才產(chǎn)生比較明顯的骨架崩塌，證明本文合成的高硅Y型沸石的熱穩(wěn)定性明顯高于工業(yè)樣品。 在高硅Y型沸石合成體系中，加入含有不同官能團的水溶性高分子，考察它們對高硅

4、Y型沸石合成的影響。合成樣品的XRD譜圖顯示，在此合成體系中添加聚乙二醇6000(PEG6000)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和改性聚丙烯酸(Cp-5)時，合成產(chǎn)物均為Y型沸石，保持了物相的穩(wěn)定。加入聚丙烯酰胺和明膠時合成產(chǎn)物的物相均發(fā)生了變化，加入聚丙烯酰胺導致合成產(chǎn)物中出現(xiàn)P型沸石雜晶：加入明膠后，合成產(chǎn)物由Y型沸石轉(zhuǎn)變?yōu)闊o定形物質(zhì)。 在本文所選擇的這幾種水溶性高分子中，聚乙二醇6000對合成Y型沸石的作用最明顯，提高了Y型

5、沸石的相對結晶度，縮短了晶化時間，而且聚乙二醇6000的加入使得Y型沸石的晶體粒徑明顯變小。在將晶化時間縮短到2天的條件下，詳細考察了聚乙二醇6000作添加劑對高硅Y型沸石合成的影響，得到最佳合成配比為n(Na<,2>O)：n(Al<,2>O<,3>)：n(SiO<,2>)：n(H<,2>O)：n(R)=2.8：1.0：13.5：190：X，v(導向劑)/v(H<,2>O)=0.17，X=m(R)/v(H<,2>O)=0.06，合成樣品