形貌可控AEL結(jié)構(gòu)分子篩的微波合成及其同晶取代研究.pdf

1、AlPO<,4>-11分子篩具有橢圓形的十元環(huán)孔道結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，而該分子篩經(jīng)過雜原子同晶取代后，具有了可調(diào)的酸性和催化活性中心，被廣泛應(yīng)用于催化、石油化工和生物工程等領(lǐng)域。本文在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，利用傳統(tǒng)水熱法合成了高結(jié)晶度的AlPO<,4>-11分子篩并掌握了該分子篩的水熱合成條件。同時，利用微波法系統(tǒng)考察了反應(yīng)條件對分子篩產(chǎn)物形貌的影響，并對微波環(huán)境中AlPO<,4>-11分子篩的晶化過程進(jìn)行了研究。在通

2、過直接晶化法得到了SAPO-11和ZAPO-11分子篩后，又利用微波二次法得到了雜原子含量較高的AEL結(jié)構(gòu)分子篩并利用XRD，SEM和FT-IR技術(shù)對產(chǎn)物性質(zhì)進(jìn)行了表征。 1．以二異丙胺為模板劑，利用傳統(tǒng)水熱法通過調(diào)節(jié)模板劑的用量、反應(yīng)時間，考察了HF的影響，合成了高結(jié)晶度的AlPO<,4>-11分子篩。在加入HF后，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)時間，結(jié)合XRD和SEM結(jié)果，發(fā)現(xiàn)HF的引入使得AlPO<,4>-11分子篩晶化過程中誘導(dǎo)期縮短，但

3、晶體生長速度減慢，得到了尺寸較大的塊狀晶體。 2．考察了合成壓力對產(chǎn)物的影響，確定了最佳合成壓力為400 kPa。同時，研究了陳化過程對產(chǎn)物的影響，發(fā)現(xiàn)陳化過程導(dǎo)致分子篩晶化過程的變化，從而得到了形貌不同的分子篩。 3．利用微波法，在反應(yīng)物配比為n(Al<,2>O<,3>)：n(P<,2>O<,5>)：n(DIPA)：n(H<,2>O)=1：1．25：1：100，晶化壓力為400 kPa，晶化時間為6 h，晶化得到AIP

4、O<,4>-11分子篩的球形聚集體。在加入一定量的十六烷基三甲基氯化胺后，分子篩聚集體的形貌得到了一定的改善，球體表面更加光滑。通過延長晶化時間，發(fā)現(xiàn)AIPO<,4>-11分子篩聚集體形貌從球形轉(zhuǎn)變?yōu)閴K狀最后轉(zhuǎn)變?yōu)槭鵂罹奂w。 4．微波法合成過程中，加入一定量的HF后，得到單分散的棒狀A(yù)IPO<,4>—11分子篩晶體。通過調(diào)節(jié)HF的用量，發(fā)現(xiàn)AAlPO<,4>-11分子篩晶體的(200)與(002)晶面XRD衍射峰強(qiáng)度隨HF用量

5、的逐漸增多呈現(xiàn)此消彼長的趨勢，同時伴隨著晶體形貌的逐漸拉長，得到了完美的棒狀晶體。對于氟離子影響分子篩晶化過程和晶體形貌的機(jī)理，通過增加水的用量、用HCl代替HF以及二次合成中加入HE進(jìn)行了討論。 5．研究了AlPO<,4>-11分子篩在微波環(huán)境中的晶化機(jī)理，發(fā)現(xiàn)在微波環(huán)境中反應(yīng)體系先得到正磷酸鋁后經(jīng)過一定的晶化時間后發(fā)生晶相轉(zhuǎn)化生成的AlPO<,4>-11分子篩。 6．利用微波法直接晶化合成了單分散棒狀的SAPO-11

6、和ZAPO-11分子篩。 7．通過微波二次法合成了雜原子含量較高的SAPO-11和ZAPO-11分子篩，同時考察了HF用量和不同鋅源對產(chǎn)物晶相和結(jié)晶度的影響。 8．通過對比傳統(tǒng)水熱法二次合成ZAPO-11分子篩的過程，發(fā)現(xiàn)微波二次合成中促進(jìn)雜原子同晶取代的主要因素是微波效應(yīng)。 9．表征了直接晶化法和微波二次法合成的SAPO-11和ZAPO-11分子篩表面元素組成和酸性中心，發(fā)現(xiàn)微波二次法較直接晶化法可以在分子篩表