小晶粒ZSM-5分子篩的調(diào)控合成.pdf

1、碩士學位論文小晶粒ZSM一5分子篩的調(diào)控合成ControllableSynthesisofZSM5ZeolitewithSmallCrystalSize作者學科、等于指導完成姓名：專業(yè)：ri丐：教師：日期：韭雄疊塾拯20150601大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要ZSM5分子篩因其獨特的孔道結(jié)構(gòu)、良好的水熱穩(wěn)定性、相對較強的酸度和出眾的擇形催化性能，已被廣泛應(yīng)用于催化、吸附

2、等化學領(lǐng)域。然而，在處理尺寸較大的分子的時候，ZSM5分子篩的狹小孔道則恰恰造成了傳質(zhì)阻礙，嚴重限制了反應(yīng)物和產(chǎn)物分子的擴散，而且容易產(chǎn)生積碳和壽命短等問題。經(jīng)過研究與探索，目前主要的解決辦法是減小晶粒。小晶粒ZSM5分子篩具有外表面積和表面能大、孔道短、表面酸強度高等優(yōu)點，從而有較高的催化活性和產(chǎn)物選擇性、較強的抗積炭和中毒能力。本論文對小晶粒ZSM5分子篩的合成進行了系統(tǒng)的研究，致力于合成出單分散小晶粒ZSM5分子篩，并探究各合成條

3、件對合成過程和晶粒尺寸的影響。主要研究內(nèi)容如下：(1)首先對ZSM5分子篩合成原料和配比進行篩選考察，確定最佳的合成單分散小晶粒ZSM5分子篩的原料和初步配料比，然后以此為基礎(chǔ)采用水熱合成法，考察優(yōu)化了影響單分散小晶粒ZSM5分子篩形成的條件。結(jié)果表明：硅源、鋁源對晶粒形貌及粒徑分布具有顯著的影響，以正硅酸乙酯為硅源、偏鋁酸鈉為鋁源較易合成出小晶粒分子篩；提高模板劑用量、降低晶化溫度、減少水量、延長陳化時間均可以在一定程度上減小粒徑尺寸

4、；硅鋁比較低不利于合成單分散小晶粒ZSM5分子篩。(2)采用先低溫再高溫的分段晶化法策略，快速合成(幾小時內(nèi))單分散小晶粒ZSM5分子篩，并優(yōu)化研究了影響快速形成單分散小晶粒ZSM5分子篩的條件。結(jié)果表明：晶化時間最短可以縮短到2h，產(chǎn)物的粒徑在200～340hm之間。分子篩的晶粒尺寸受硅鋁比、預(yù)晶化溫度和時間影響較大，模板劑用量增多、預(yù)晶化溫度較低、預(yù)晶化時間較短可以在較短時間內(nèi)得到粒徑較小的ZSM5分子篩；然而晶化生長溫度和時間、硅

5、鋁比對晶粒尺寸影響不大。(3)采用合成原料液微結(jié)構(gòu)形成的策略，在無需二次堿液處理或額外添加表面活性劑等條件下，水熱體系一步快速合成了具有單晶空殼型小晶粒ZSM5分子篩，并優(yōu)化研究了影響快速形成單分散空殼型小晶粒ZSM5分子篩的條件和形成機制。結(jié)果表明：晶化溫度較低時，產(chǎn)物ZSM5分子篩是隨著晶化時間的延長，逐漸由實心結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榭招慕Y(jié)構(gòu)；晶化溫度較高時，最初形成的產(chǎn)物ZSM5就已經(jīng)具有空殼結(jié)構(gòu)，隨著晶化時間的延長，空殼結(jié)構(gòu)逐漸破損。提高模