可持续路线合成沸石催化材料

• 作 者: 吴勤明
• 机 构: 浙江大学
• 出 处: 浙江大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 沸石分子筛 无有机模板晶种法 无溶剂法 催化活性 结构表征

沸石分子筛在石油化工和精细化工等领域有着广泛的应用并已经产生了巨大的经济效益和社会效益。然而现阶段沸石分子筛主要是在水热并含有有机模板剂条件下合成的，有机模板剂和溶剂水的使用会产生一系列诸如沸石产率低、废物产生多等问题，这对于实现沸石分子筛的可持续路线合成显然是不利的。本论文通过使用无有机模板晶种法和无溶剂法来解决这些出现的问题，从而实现沸石分子筛的可持续路线合成。　　在第二章中，通过使用无有机模板晶种法合成一维十元环的MTT结构沸石分子筛。该法合成MTT结构沸石分子筛的晶化时间较短，在170℃条件下只需要5h，而使用有机模板剂合成的传统方法却需要20 h。值得注意的是，在间二甲苯异构化催化反应中无有机模板晶种法所合成的MTT结构沸石分子筛具有较好的催化活性。　　在第三章中，通过使用无有机模板和无溶剂相结合的方法来合成在工业上有着广泛应用的*BEA和MFI结构的沸石分子筛，这种简单的合成方法为理解沸石分子筛的晶化提供了一个很好的范例。表征结果表明形成*BEA结构的沸石晶体的起始基本结构单元为四元环，而MFI结构的沸石骨架中的五元环则是在其晶化过程中形成的，并不存在于起始的固体混合物中。在整个晶化过程中，少量水在硅铝物种的水解和缩合中发挥了重要的作用。更为重要的是这种合成方法所得到的*BEA和MFI结构的沸石分子筛的催化性能与水热合成所得到的这两种沸石催化性能基本相同，这对这两个沸石分子筛的应用提供了可能。　　在第四章中，通过使用无水起始原料在无溶剂但在氟化铵存在条件下合成了MFI、*BEA、EUO以及TON结构的沸石分子筛。作为一个典型的例子，Silicalite-1沸石分子筛的合成过程被详细地研究，通过固体19F核磁技术发现F-在Silicalite-1沸石分子筛的晶化过程中起了很重要的作用。　　在第五章中，通过使用无水起始原料并且在没有锗物种和缺少溶剂的条件下合成了ITQ系列沸石分子筛(ITW、ITH以及BEC)。值得指出的是该方法使用的有机模板剂简单、易得，而采用这些有机模板却很难在传统的水热合成中制备这些ITQ系列沸石分子筛。