2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、蒙脫土是一種具有2:1型層狀硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)的天然礦物質(zhì)。由于其具有良好的膨脹性、陽離子交換性、吸水性、觸變性、粘結(jié)性、吸附性等一系列很有價(jià)值的物理化學(xué)特性,而被廣泛地應(yīng)用在石油、冶金、污水處理等行業(yè)中,被人們譽(yù)為萬能材料。蒙脫土是很好的固體酸催化劑材料負(fù)載底物,利用其可膨脹性以及層間陽離子交換性,通過吸附陽離子負(fù)載試劑到層間,在層間形成無數(shù)酸性中心,可以得到具有易分離、易活化的有機(jī)反應(yīng)催化劑。
   雖然蒙脫土具有上述的眾多優(yōu)點(diǎn)

2、,但是,由于蒙脫土其自身熱穩(wěn)定性很差,高溫焙燒時(shí)層板結(jié)構(gòu)容易塌陷,這大大的抑制了其在酸催化劑領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。
   磷酸鋁(AlPO-n)系列分子篩是一系列具有微孔晶體結(jié)構(gòu)的新型分子篩材料,是首次通過人工制備出的不含二氧化硅骨架結(jié)構(gòu)的分子篩。磷酸鋁分子篩具有良好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性;通過改變組成,其酸性及酸中心數(shù)量可以調(diào)變;分它具有可調(diào)變的孔徑范圍,非常有利于對(duì)特定大小分子的選擇性吸附;規(guī)則的孔道使其具有擇形催化性,催化選擇

3、性高。隨著研究的深入,其作為催化劑、吸附劑將被越來越廣泛地應(yīng)用于石油化工和精細(xì)化工領(lǐng)域。
   本文以改善蒙脫土固體酸催化劑的熱穩(wěn)定性,提高其催化性能為目標(biāo),綜合應(yīng)用離子交換以及相似相容性,成功地將制備磷鋁分子篩的合成材料引入到蒙脫土層間,制備了磷酸鋁分子篩-蒙脫土復(fù)合材料。有效地提高了蒙脫土固體酸催化劑的熱穩(wěn)定性;通過從二維層狀結(jié)構(gòu)到三維孔道結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,切實(shí)提高了材料自身擇形催化的特性。
   運(yùn)用粉末X射線衍射(XRD

4、)、傅利葉變換紅外光譜(FT-IR)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)等多種近現(xiàn)代測(cè)試手段,對(duì)蒙脫土-磷鋁分子篩復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌以及催化裂化性能進(jìn)行了全面系統(tǒng)地分析和表征。
   本文采用不同的水熱環(huán)境(水體系、醇體系)合成了磷酸鋁分子篩-蒙脫土復(fù)合材料,并且系統(tǒng)考察了不同柱撐劑、模板劑、原料及原料配比、體系pH值、土/鋁比例、分散方式、投料順序、表面活性劑包覆方式以及反應(yīng)時(shí)間和溫度等參數(shù)對(duì)于最終材料晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌

5、等特性的影響效果。
   為了進(jìn)一步考察磷鋁化合物體系與蒙脫土復(fù)合材料的催化性能。本文還通過Al交聯(lián)、Si柱撐等手段,對(duì)蒙脫土進(jìn)行柱撐處理,通過將原料引入,在此層板間形成磷鋁化合物體系,制備了磷鋁化合物-蒙脫土復(fù)合材料。并對(duì)其結(jié)構(gòu)、性能等特性進(jìn)行分析。
   實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:采用磷酸鋁分子篩插層蒙脫土制備的蒙脫土復(fù)合材料,其X射線衍射光譜譜圖中,同時(shí)存在磷酸鋁分子篩(AlPO4-5)以及蒙脫土的XRD標(biāo)準(zhǔn)衍射特征峰,其場(chǎng)發(fā)

6、射掃描電鏡數(shù)據(jù)中未發(fā)現(xiàn)土層外部有六棱柱型結(jié)晶物質(zhì)的出現(xiàn),據(jù)此可以確定,磷酸鋁分子篩在合成過程中確實(shí)嵌入到了蒙脫土的層間結(jié)構(gòu)。在制備的過程中,陽離子表面活性劑通過離子交換作用進(jìn)入到蒙脫土層間,為磷酸鋁分子篩在層間的形成提供了寬廣的空間,保證反應(yīng)原料可以最大限度地進(jìn)入層間,使得合成反應(yīng)順利進(jìn)行。
   用本文的方法制備的磷酸鋁分子篩-蒙脫土復(fù)合材料,采用高壓動(dòng)態(tài)反應(yīng)釜進(jìn)行催化劑催化裂化反應(yīng)評(píng)價(jià)(反應(yīng)條件為250℃、常壓攪拌、反應(yīng)時(shí)間

7、2h),對(duì)蠟油的催化裂化轉(zhuǎn)化率為81.86%,對(duì)餾分一和餾分二的選擇性分別為40.48%和59.52%。
   通過對(duì)蒙脫土進(jìn)行Si柱撐處理,為合成反應(yīng)提供了較大的蒙脫土層間反應(yīng)空間,并在此基礎(chǔ)上合成了磷鋁化合物-蒙脫土復(fù)合材料體系。硅柱撐蒙脫土的介孔微孔結(jié)構(gòu)在催化裂化中起到擇形催化的作用,而在介孔硅柱撐蒙脫土中引入磷鋁化合物則可提供更多酸性位。采用高壓動(dòng)態(tài)反應(yīng)釜進(jìn)行催化劑催化裂化反應(yīng)評(píng)價(jià)(反應(yīng)條件為250℃、常壓攪拌、反應(yīng)時(shí)間

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