ZSM-11沸石和B-ZSM-11沸石的合成及其性能研究.pdf

1、ZSM-11沸石屬于四方晶系，具有二維孔道結(jié)構(gòu)，是重要的吸附劑及良好的擇形催化劑。它與ZSM-5沸石同屬于Pentasil家族，因其與ZSM-5沸石的結(jié)構(gòu)極其相似，故在合成ZSM-11沸石的過程中很容易發(fā)生ZSM-11/ZSM-5共晶生長現(xiàn)象。因此，合成高純度的ZSM-11沸石長期以來都是眾多科研工作者的難題。以往主要是用四丁基溴化銨或四丁基氫氧化銨作模板劑在水熱體系中合成ZSM-11沸石，本文在前人的基礎(chǔ)上首次采用四丁基溴化銨和苯基三

2、甲基氯化銨共同作模板劑合成．出了高純度的ZSM-11沸石。并著重從堿度、模板劑、水含量、晶化時間和晶化溫度等幾個方面詳盡地考察了各個因素對晶化過程和合成樣品的影響。通過考察兩種模板劑對合成沸石的影響，發(fā)現(xiàn)四丁基溴化銨或四丁基氫氧化銨在合成ZSM-11沸石過程中起著重要的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向作用，而苯基三甲基氯化銨的存在也是很必要的，起著促使合成的ZSM-11沸石純度更高，結(jié)晶更完好的作用。 原位固相轉(zhuǎn)化法克服了水熱體系和非水體系的一些缺點，

3、具有提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、環(huán)境友好等優(yōu)勢，是目前合成沸石的一種較為理想的方法。因此，本文在水熱晶化法的基礎(chǔ)上采用原位固相轉(zhuǎn)化法合成純相ZSM-11沸石，考察了合成過程中各因素對產(chǎn)物的影響，并與傳統(tǒng)的水熱晶化法相比較。結(jié)果表明，采用原位固相轉(zhuǎn)化法也能合成出結(jié)晶很好的沸石樣品。此體系中水的含量極小，H<,2>O/SiO<,2>最低可以降至 3 仍能合成結(jié)晶很好的ZSM-11沸石；在絕對無水的情況下，經(jīng)多次實驗均得到無定型產(chǎn)物，說明水在固相

4、體系中起著必要的傳熱傳質(zhì)的作用。在固相體系合成中，礦化劑NaF起到了促進(jìn)成核結(jié)晶的作用，使得合成純相的ZSM-11沸石更容易。雜原子沸石分子篩的開發(fā)對分子篩的合成和催化領(lǐng)域具有很大的推動作用，是近幾年研究的熱點之一，由于在骨架中引入了具有高催化活性的雜原子，使沸石具有特殊的催化性能；通過調(diào)變或改性，這些雜原子沸石分子篩可具有多種催化功能，是良好的復(fù)合催化材料。因此，近年來人們越來越重視雜原子沸石的合成及應(yīng)用開發(fā)。含雜原子的ZSM-11沸

5、石也是人們關(guān)注的焦點之一。因此，本課題在合成純硅．ZSM-11沸石的基礎(chǔ)上摻雜硼原子，進(jìn)一步得到純相、高結(jié)晶度的B-ZSM-11沸石。考察了加入硼原子對沸石合成過程及產(chǎn)品的影響，并通過各種表征證明硼原子進(jìn)入沸石骨架。實驗結(jié)果表明，合成B-ZSM-11沸石時，原料配比中Na<,2>O/SiO<,2>比的范圍比合成純硅的ZSM-11沸石要寬，且隨著摻入硼的量的增加，堿度需逐漸提高。同時，采用原位固相法合成摻雜的B-ZSM-11沸石，比較了兩

6、種體系下合成的樣品以及純硅ZSM-11沸石的異同，發(fā)現(xiàn)B-ZSM-11沸石的晶胞參數(shù)明顯小于純硅ZSM-11沸石，且原位固相法合成B-ZSM-11沸石的晶胞參數(shù)略大于水熱晶化法合成的沸石樣品。 納米沸石具有更大的外表面積、高表面能、短孔道等優(yōu)點，有利于在催化反應(yīng)中加速傳熱傳質(zhì)和吸附過程，因此在提高催化劑利用率、增強反應(yīng)活性和催化劑的選擇性、延長反應(yīng)運轉(zhuǎn)周期、提高選擇性以及降低結(jié)焦失活等方面均表現(xiàn)出優(yōu)越性能。因此，本文在合成常規(guī)微