負(fù)載Pt-A微孔-介孔核殼分子篩的合成、表征及催化性能評價(jià).pdf

1、微介孔分子篩的合成極大地促進(jìn)了其在石油化工、精細(xì)化工和生物化工等重要領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，然而由于在介孔中生長微孔或者是在微孔中生長介孔，微孔較小的孔徑限制了一些分子的擴(kuò)散和物質(zhì)的流動，因此使得微介孔材料在具體的催化應(yīng)用中還是受到了很大的限制。具有特殊結(jié)構(gòu)的核殼型分子篩的成功合成，不僅彌補(bǔ)了微介孔復(fù)合分子篩的不足，而且也擴(kuò)大了分子篩的應(yīng)用范圍。該類新型的分子篩由于其具有獨(dú)特的雙重孔道結(jié)構(gòu)、規(guī)整的孔徑梯度分布和酸性可調(diào)的性能優(yōu)勢，從而在催化行業(yè)

2、具有很好的發(fā)展前景。具有核殼結(jié)構(gòu)的核殼材料不僅能夠提供不同類型的催化活性中心，而且其本身也可作為眾多貴金屬催化劑的載體。負(fù)載貴金屬催化劑是一類非常重要的加氫脫硫、脫芳催化劑，與傳統(tǒng)的CoMo、NiMo等催化劑相比具有更高的加氫催化活性。因此，負(fù)載貴金屬材料的研究引起了國內(nèi)外研究學(xué)者的廣泛關(guān)注，尤其是以具有核殼結(jié)構(gòu)的核殼分子篩為載體的材料頗具重要的研究價(jià)值。然而關(guān)于該方面的研究報(bào)道很少，因此本論文基于以上的研究背景著重從以下幾個方面進(jìn)行研

3、究探討:(1)在一種極度稀釋的醇水體系中，按照納米自主裝法合成以傳統(tǒng)NaA型分子篩為核相，介孔SiO2為殼層的核殼分子篩NaA@Mesosilica。(2)按照同樣的合成方法，合成以Pt-A分子篩為核相，介孔SiO2為殼層的核殼分子篩Pt-A@Mesosilica。(3)將合成的核殼分子篩Pt-A@Mesosilica作為催化劑，用來催化苯加氫制環(huán)己烷，同時考察其催化性能。通過XRD、N2吸附-脫附、SEM、TEM等表征手段對合成樣品N

4、aA@Mesosilica和Pt-A@Mesosilica進(jìn)行分析表征。所得結(jié)論如下:
　　 1.通過動態(tài)水熱晶化法合成了將貴金屬Pt封裝在NaA型分子篩的孔道中的Pt-A分子篩，通過掃描電鏡(SEM)表征發(fā)現(xiàn)Pt不僅能夠影響NaA型分子篩的形態(tài)，使其由原來表面光滑的立方晶型變?yōu)榇植跓o規(guī)則晶型，而且Pt的加入能夠促使NaA型分子篩納米化，使其粒徑由原來的1μm變?yōu)?00 nm左右。
　　 2.在一種極度稀釋的醇水體系中，

5、通過納米自主裝法成功的合成了以NaA分子篩為核相，介孔SiO2為殼層的具有明顯核殼結(jié)構(gòu)的核殼分子篩NaA@Mesosilica。XRD分析表明，隨著加入硅量的增加，核相NaA分子篩表面生長的殼層在逐漸的增厚;SEM表征結(jié)果表明，合成樣品的形貌與核相NaA分子篩相似，說明在殼層生長過程中核相的結(jié)構(gòu)沒有被破壞;通過TEM表征發(fā)現(xiàn)，合成樣品具有明顯的核殼結(jié)構(gòu)，并且介孔物質(zhì)沿著核相表面均勻生長。當(dāng)m(TEOS)/m(NaA)為1.2時，殼層厚度

6、大約為30nm，并且高倍放大以后可以看到，殼層介孔SiO2是沿著核相表面垂直生長。
　　 3.按照類似的合成方法，合成了以Pt-A微孔分子篩為核相，介孔SiO2為殼層的具有明顯核殼結(jié)構(gòu)的核殼分子篩Pt-A@Mesosilica。大角度XRD表征發(fā)現(xiàn)，通過控制TEOS的加入量，能夠調(diào)節(jié)介孔殼層的厚度，小角度XRD表征發(fā)現(xiàn)弱堿調(diào)節(jié)下的pH比強(qiáng)堿調(diào)節(jié)下的pH合成的介孔殼層較規(guī)整;N2吸附-脫附等溫線為典型的(Ⅳ)型，并且具有明顯的滯后

7、環(huán)，表明合成的殼層為介孔結(jié)構(gòu)，并且孔徑集中分布在2nm左右，與小角度XRD表征的結(jié)果相一致;TEM表征發(fā)現(xiàn)，合成的核殼分子篩Pt-A@Mesosilica具有明顯的核殼結(jié)構(gòu)，并且殼層厚度約為80 nm。
　　 4.研究發(fā)現(xiàn)，合成的Pt-A@Mesosilica對苯催化加氫制備環(huán)己烷不具有催化效果，然而鋁源的加入改變了介孔殼層的酸性和總酸量，使得其對苯催化加氫制備環(huán)己烷具有催化效果，當(dāng)n(SiO2)/n(Al2O3)為2時，苯轉(zhuǎn)化