中孔矽鋁分子篩的組裝及原位沸石化研究

《中孔矽鋁分子篩的組裝及原位沸石化研究》是依託太原理工大學，由馬靜紅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：中孔矽鋁分子篩的組裝及原位沸石化研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：馬靜紅
• 依託單位：太原理工大學

項目摘要

該課題的研究目的在於藉助多孔碳材料的支撐作用將中孔矽鋁分子篩在水熱體系中實現沸石化，製備具有規整和單一中孔孔道結構的沸石分子篩材料，並研究其晶化的普遍機理。擬最佳化中孔矽鋁分子篩的有機模板分子以提高孔壁厚度3-5nm，適當減少中孔直徑；引入矽烷化劑提高中孔分子篩孔壁的孔隙率，創造1-2nm的二次中孔。原位引入多孔碳材料於分子篩的中孔之中，以薄壁碳納米管、碳膜和泡沫碳等多孔道碳材料為研究主體，解決碳材料孔壁的多孔性問題。從中孔分子篩孔壁和碳材料孔壁兩方面為中孔分子篩的原位沸石化減少液體的傳質阻力並提高反應液體的可接近性，從而生成高度有序的中孔沸石分子篩材料。以原位表征技術研究特定條件下的沸石晶化機理，以苯的烷基化、聚乙烯熱解等模型反應，研究中孔沸石分子篩材料的吸附、擴散和反應性能。新的中孔沸石分子篩的合成將對解決重油大分子反應和生物大分子反應提供新的思路，為清潔能源的發展提供可靠保障。

結題摘要

本課題本著製備具有二次發達孔隙結構且孔徑分布窄的中孔沸石為目標，探索了在水熱合成沸石體系中有機矽烷作為部分矽源或以表面矽烷化的MCM-41（納米二氧化矽）作為矽源，利用其有機矽烷中有機基團這種“軟炭”的造孔作用製備中孔沸石的方法，並成功地製備了具有多種骨架結構的低矽（LTA，FAU），中矽（絲光沸石）和高矽（EU-1，ZSM-5）中孔沸石和中孔SAPO-34分子篩，並獲得了合成規律和晶化機理。與此同時，在對各種中孔沸石進行基礎表征的基礎上，重點對其中孔結構（位置、形狀和相互連通性）和酸性（酸性點的分布和可接近性）進行了考察，並對沸石內二次中孔的引入對碳氫化合物的可接近性和擴散能力的促進作用，以及表面酸性的改變對吸附和擴散的影響進行了深入研究，並結合其在芳香烴的苄基化大分子反應中的催化行為，揭示了多級孔沸石催化劑在大分子反應中套用的可能性及其優越性。其研究成果為多級孔沸石的製備和套用奠定了基礎。