無模板劑體系晶種誘導(dǎo)法合成單分散ZSm-5分子篩的研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文無模板劑體系晶種誘導(dǎo)法合成單分散ZSM5分子篩的研究SynthesisofmonodisperseZSM5zeolitesbyseeddirectedmethodintheabsenceoforganictemplate學(xué)21307063完成日期：2Q!魚!Q魚!Q3大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要ZSM5分子篩作為沸石分子篩領(lǐng)域里的一種典型代表，憑借其特殊的擇

2、形性能、合適的酸強(qiáng)度、良好的熱穩(wěn)定性與巧妙的孔道結(jié)構(gòu)，被廣泛用作吸附劑和催化劑，尤其是經(jīng)常用于精細(xì)化工、石油化工、氣體液體分離領(lǐng)域。到目前為止，ZSM5分子篩的合成通常需要有機(jī)胺或無機(jī)胺作為模板劑。有機(jī)胺雖然模板效果較好但是昂貴且毒性很大。無機(jī)胺雖然廉價但是模板效果很不理想且同樣容易造成嚴(yán)重的環(huán)境問題。目前無模板劑條件下ZSM5分子篩的合成通常又存在著晶貌不規(guī)整、粒徑不均一和結(jié)晶度差等問題。因此，本研究在無模板劑條件下通過添加少量晶種的

3、誘導(dǎo)合成單分散、高結(jié)晶度ZSM5分子篩，并優(yōu)化各種合成條件和合成過程，期望開發(fā)一種節(jié)能環(huán)保的高性能ZSM5分子篩制備技術(shù)。主要研究內(nèi)容如下：(1)首先，通過調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)合成出不同粒徑尺寸的晶種(60hm與200nto)。然后對ZSM5分子篩合成原材料與配比進(jìn)行篩選探究，確定較優(yōu)的合成單分散ZSM5分子篩的原材料與初步配料比，然后以此為基礎(chǔ)采用水熱合成法，系統(tǒng)考察了影響單分散ZSM5分子篩形成的條件。結(jié)果顯示：硅鋁源的選擇對于粒徑分布與晶

4、粒形貌具有較大的作用，以工業(yè)硅溶膠為硅源、偏鋁酸鈉為鋁源能夠合成出單分散晶貌較好的ZSM一5分子篩；采用把硅源滴加到鋁源的方式、提高晶化溫度、減少水量等方法均能一定程度上優(yōu)化沸石分子篩的合成；分子篩硅鋁比可以從30到100調(diào)變；通過調(diào)節(jié)改變晶種的添加量合成出粒徑分布與晶粒形貌良好單分散的沸石分子篩。分子篩粒徑隨著晶種加入量的增加，合成分子篩粒徑逐漸減小。晶種添加量從0011wt％到0332wt％，合成分子篩粒徑在22pm到300nm之間

5、變化。(2)采用兩段動態(tài)晶化方法快速制備了晶貌較好的單分散ZSM5分子篩，即首先在成核期(預(yù)晶化階段)采用較低溫度加速晶種解聚成微小的結(jié)構(gòu)單元，然后在晶體生長階段(晶化階段)提高溫度以便快速合成出不同粒徑的沸石分子篩。合成時間最短可以降低到8小時。表征結(jié)果發(fā)現(xiàn)：晶化溫度和時間對于分子篩的粒徑影響不大，但是較低的預(yù)晶化溫度和較長的預(yù)晶化時間對于晶體的形成十分有利。(3)在500mL攪拌釜中，考察了母液硅鋁比分別為40，60，80，100的