《分子篩晶內介孔的原位構築及其對催化性能的影響》是依託華東師範大學，由薛騰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：分子篩晶內介孔的原位構築及其對催化性能的影響
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：薛騰
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
分子篩的微孔孔道在催化反應過程中提供了優異的擇形選擇性，但其較小的微孔孔道意味著擴散限制，分子篩的活性中心利用率低，影響其的催化性能，合成具有多級孔道結構分子篩是減少反應過程中擴散限制的有效手段。目前，多級孔道結構分子篩製備方法包括雙模板結構導向法、後處理產生介孔法以及無介孔模板劑的單一模板直接合成法等，為避免雙模板劑法中昂貴的模板劑的使用及其焙燒除去過程中帶來的環境問題；避免後處理法繁瑣步驟、減少製備過程中的廢棄物排放；協調催化性能與擇性選擇性的關係，本項目提出利用在鹼性條件下相對不穩定的分子篩或其前驅體作為晶種，在常規分子篩合成體系中通過對晶種相對穩定性和分子篩晶化速率調控，原位溶解不穩定的晶核，構築分子篩晶內介孔。研究分子篩拓撲結構、雜原子引入、晶種穩定性及晶粒尺寸、合成體系的鹼度及濃度、輔助模板劑的使用等對晶體形貌和晶內介孔形成的影響。考察晶內介孔引入對分子篩催化活性及擇性選擇性的影響。
結題摘要
本項目屬於無機材料及多相催化劑製備的研究範疇，針對微孔沸石分子篩套用過程中的擴散限制以及分子篩的活性中心利用效率低等問題，採用晶種導向法輔助以表面活性劑以及雙結構導向劑來構建具有多級孔結構、核殼結構的沸石分子篩催化材料，開展了小晶粒TS-1分子篩的製備、系列多級孔道結構ZSM-5和FER分子篩的構築以及具有核殼結構的“Y型分子篩@棒狀γ-Al2O3”的設計等工作。以膠態純矽silicalite-1為晶種，以氨水做鹼源，輔助以少量TPABr做結構導向劑製備了小晶粒TS-1分子篩的製備，具有良好的催化正己烯環氧化和環己酮氨肟化性能；以1, 6-己二胺做結構導向劑，十六烷基三甲基溴化銨做介孔模板製備了多級孔道結構ZSM-5分子篩，考察了其晶化機理；以少量晶種導向製備得到了具有多級孔道納米ZSM-5聚集體，所得沸石無需焙燒即可進行離子交換，方法綠色、廉價，具有廣泛的套用前景；開發了一步脫矽磷活化製備高水熱穩定性多級孔ZSM-5的方法，以四乙基氫氧化磷為磷源直接處理微孔ZSM-5沸石得到含磷多級孔ZSM-5沸石，增加了磷物種與鋁物種之間的相互作用，磷物種優先交換分子篩骨架上鋁原子附近用來平衡電荷的鈉離子，從而提高了穩化骨架的效果；以哌啶和四甲基氫氧化銨做雙結構導向劑，利用四甲基氫氧化銨的有利於形成FER籠的性質，促進FER籠的形成並形成大量晶核，以哌啶原位組裝FER籠形成具有多級孔道結構的FER分子篩聚集體，次級孔的引入使得FER分子篩活性位的可接觸性顯著提高，催化大分子反應的能力明顯改善。利用單分散棒狀擬薄水鋁石自身的正電荷與Y型沸石表面負電荷的相互作用製備了具有核殼結構的Y型分子篩@棒狀γ-Al2O3材料，材料具有最佳化的結構性質和酸性位接觸性，在三異丙苯裂解中呈現出優異的性能，做為FCC助劑催化重油裂解時表現出突出的汽油選擇性。在項目資助以及全體成員的共同努力下，發表SCI檢索論文6篇，申請國家發明專利2項；項目已經按照計畫書的承諾圓滿完成了預期計畫任務和指標。
