納米NaY分子篩的合成、表征與脫鋁改性.pdf

1、NaY分子篩具有發(fā)達(dá)的三維立體孔結(jié)構(gòu)和十分豐富的表面酸性位，是流化催化裂化（FCC）催化劑的主要活性組分。納米分子篩通常是指晶粒尺寸在100 nm以下的分子篩材料，具有較大的外比表面積、較短的孔道及良好的擴(kuò)散性能。因此，在有大分子參與的反應(yīng)中，納米NaY分子篩表現(xiàn)出比常規(guī)NaY分子篩更優(yōu)越的催化性能，如較強(qiáng)的裂解能力和較長的催化壽命等?，F(xiàn)階段，利用各種方法直接合成出的納米NaY分子篩的硅鋁比普遍較低，水熱穩(wěn)定性較差，難以在工業(yè)中使用，因

2、而需要采用合適的后改性方法提高其硅鋁比。
　　本文以工業(yè)級水玻璃和硅溶膠為硅源，偏鋁酸鈉為鋁源，在無導(dǎo)向劑、無模板劑的條件下采用水熱晶化法合成出結(jié)晶度較高的納米NaY分子篩。陳化條件、晶化條件及攪拌方式對所制備的分子篩的性能有很大的影響。陳化溫度較低時，水玻璃以中硅酸根離子以多聚態(tài)形式存在，反應(yīng)活性低，形成晶核數(shù)量較少。陳化溫度過高時，會產(chǎn)生 P型分子篩的雜晶；陳化時間過短時，凝膠中晶核數(shù)量不足，陳化時間過長，晶核達(dá)到飽和，不同晶

3、核相互連接，晶化后分子篩顆粒也隨之長大；晶化時間過短，晶化還未完成，分子篩的結(jié)晶度較低，隨著晶化時間的延長，分子篩產(chǎn)品的結(jié)晶度不斷提高；晶化過程中采用動態(tài)晶化，配制凝膠的過程中采用超聲輔助攪拌都可以使反應(yīng)凝膠更加均勻，有利于制備顆粒較小的納米NaY分子篩，粒度分布也更加均勻。最佳反應(yīng)條件為60oC陳化4 h，100oC晶化28 h，在此條件下將反應(yīng)體積擴(kuò)大十倍后制得的納米NaY分子篩具有與小體積產(chǎn)品相似的性質(zhì)，粒徑小于100 nm且分布

4、十分均勻，比表面積為961 m2/g，外比表面積為82 m2/g。
　　采用液相化學(xué)法對所得分子篩產(chǎn)品進(jìn)行脫鋁改性，使用的脫鋁劑為氟硅酸銨和草酸。以氟硅酸銨為脫鋁劑時，反應(yīng)的主要影響因素為脫鋁劑的投入量、反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度，最佳條件為(NH4)2SiF6/NH4NaY=0.3，反應(yīng)時間5 h，反應(yīng)溫度75oC。由于氟硅酸銨同時具有脫鋁作用和補(bǔ)硅作用，在反應(yīng)過程中，脫鋁產(chǎn)生的空穴及時被硅補(bǔ)充，脫鋁分子篩產(chǎn)品可以保持較高的結(jié)晶度。以草