介孔沸石.docx

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介孔沸石

介孔沸石

一、沸石等级：

介孔沸石单晶催化剂的合成和表征法发展

二、概述：

1．访问难以接近的催化部位

2．碳-模板方法的情况：

氟化物媒介，微波合成，原地碳模板。

3．介孔沸石中的扩散（传播）

4．介孔沸石催化剂：

n-十六烷在ZSM-12催化下裂化；在Fe/ZSM-5催化下选择催化还原。

5．结论

三、在沸石晶体中的扩散（传播）限制：

1.在热溶液条件下制得的沸石通常由大块晶体组成。

2.反应速率受扩散速率限制。

沸石未被利用部分

反应物浓度轮廓

反应部位

四、访问难以接近的催化部位

Egeblad,K,Christensen,C.H.,Kustova,M.,Christensen,C.H.Chem.Mater.2007（submitted）

Micropores-微孔intercrystallinemacropores-晶粒间的宏孔meso/macropore-介/宏孔

五、介孔沸石催化剂的合成

碳粒介孔

沸石晶体在碳矩阵中生长单晶介孔沸石

介孔ZSM-5一般（传统）ZSM-5

单晶介孔沸石3D透射电子显微镜（X线断面摄影术）

连续倾斜（-70~+70°），由大约141个图像组成

六、在氟化物路线上新的可能

1.与碱性凝胶体相比不同的成核现象和生长速率

2.沸石结晶和非碱性条件下zeotypes

（meso—介孔）

3.zeotype（ALPO-5andALPO-34）作为介孔沸石更容易制得

（conv—传统）

Microporevol.0.21ml/gMicroporevol.0.18ml/g（vol.—体积）

Mesoporevol.0.01ml/gMesoporevol.0.47ml/g

（纵坐标--吸附体积横坐标—相对压力）

七、介孔沸石的简单通用制备路线

原处碳模板

（Calcinaton—煅烧crystallization—结晶templatebase—模板基础）

八、碳模板方法的情况

1.在碱性媒介下的热溶液合成：

MFI,MEL,FAU,MTW

2.氟化物媒介下的热溶液合成：

MFI,MEL,BEA,AFI,CHA

3.微波合成：

MFI

4.原地碳模板：

MFI,MEL,FAU,MOR,BEA,CHA,MTW…..

九、在沸石介孔的扩散（传播）

Unutilizedpartofzeolitecrystal—沸石晶体未被利用部分reactionzone—反应区域

十、i-丁烷解吸附作用

纵坐标—ln（相对浓度）ZSM-5zeolitesaturatedwithi-butane—充满i-丁烷的ZSM-5沸石

十一、n-十六烷的裂化

基于传统和介孔的ZSM-12（Si/Al=60）催化剂

使用过的催化剂碳分析

Zeolite

1.5h

2.5h

HZSM-12conv

6.1%

6.2%

HZSM-12meso

8.4%

10.1%

十二、Fe-HZSM-5存在下的氨SCR

（Fe含量）

十三、在两种不同功能晶体中扩散（传播）的改良

传统（a）和介孔（b）HZSM-5类型沸石，传统（c）和介孔（d）FeZSM-5沸石的SEM（扫描电子显微镜）图像

十四、结论

1.通过碳模板路径介孔沸石很容易被利用。

2.介孔沸石在许多反应中是出色的催化剂。

3.大多数介孔沸石可以使用适当的方法通过碳模板制备。

通过孔道表面限制聚合的功能介孔有机-无机混合物

一、规则的介孔材料

二、介孔硅石的作用过程

嫁接法快速合成或直接合成

煅烧介孔硅石嫁接法快速合成伴随浓缩起作用

在孔道表面选择聚合

SBA-15硅石乙烯单体吸附聚合

三、概要

1.规则介孔硅石的合成：

共聚物的结构说明；双峰孔道系统（孔内壁）；中间态表现（结构和孔道几何学）

2.有机-无机混合物材料：

功能聚合体介绍；极小空穴和空间布置的限制；吸附、催化、感觉等的作用过程；微小反应堆、多功能。

3.微型铸造方法的微观结构：

硬模板化的方法；聚合体、碳和金属氧化物

四、

在低盐酸浓度下的介孔硅石的合成（SBA-15）N2的等温吸附线

在低盐酸浓度下易于控制微观结构

孔道尺寸分布（NLDFT）

五、通过透射电子显微镜复制品成像技术的网状拓扑探测器

有孔道内部连接的SBA-15安排好的六边形微型线捆

复制

无孔道内部连接的SBA-15随意的单一微型线

六、立方Ia-3d硅石和丁醇的合成

七、经选择的立方KIT-6硅石的吸附特点

在77K下N2的吸附等温线：

在SBA-15andKIT-6（7.3nm）中的N2（77.4K）：

八、笼型硅石的吸附特点；F127的合成

九、在聚合体—硅化合物中聚合体的位置

一十、在SBA-15孔道表面的聚苯乙烯位置

十一、介孔的自由填充

在溶剂（甲苯）中的聚合物

十二、介孔合成物的作用过程

十三、聚苯乙烯和硫化聚苯乙烯/SBA-15的X射线衍射

十四、热重分析法测定有机质含量

十五、N2吸附测定

十六、硫化聚苯乙烯/SBA-15的酸性质

十七、氨基化功能介孔化合物

十八、碱催化的测定

十九、微孔锻造方法

二十、重复聚合体的微观结构和功能二十一、碳和重复聚合体的比较

有序介孔大孔材料

1介绍

表面活化剂MCM-41MCM-48

介孔材料有不同长度范围的孔结构，用以生成高度有序的组织。

有大的表面，高分散的反应点。

介孔管道可以减少扩散阻力。

分层的多孔材料有一个反应堆，有异种的催化效应和分离的过程。

可以与表面活性剂结合。

在新的合成方法发展中，可以接触法通过对多孔径，高表面和孔容，改善性能的控制生成过渡金属氧化物。

2对分层氧化物的合成策略

对于大孔结构的普通方法制模——>Colloidcrystals/Emulsiondroplets/Bacterialthreads/Polymerspongs/Woodcellularstructers

在光子学，催化作用和磁学方面的应用

2.1Colloidalcrystalsasmacrotemplateswithcombinationofsupramoleculartemplating

Forpatterningofmesoporoussolids,adroplet（小滴）ofsol-gel-blockcopolymer（共聚物）precursor（前体）solutionwascompressed（压缩的）betweenthesilicone（硅树脂）moldandthesubstrate（基片）byapplyingapressureofroughly1 × 105to2 × 105Pa.Thehighinterfacialfreeenergyofthesolutioncausedtheprecursortodewetthesubstratewherethemoldandthesubstratewereincontact.

（B）Asequentialprocessforproducinghierarchicalorderingoverthreediscrete（离散的）andindependentlengthscales.

聚沉技术

TheporoussilicaswereobtainedfromasolutionofTEOS（四乙基原硅酸盐）andethanolinabeaker（烧杯）containingPS（聚苯乙烯）beads.

TheTEOStoPSweightratiowasvariedbetween1and40andtheethanoltoPSratiobetween0and12.After20minofstirringatroomtemperature,duringwhichthebeads（玻璃粉）wereevenlydispersedintheliquidphase,themagneticstirrer（磁性搅拌器）wasremovedtoallowthesedimentation（沉淀）ofthePSbeadsfor10min.

Thesupernatant（浮在表面的）solutionwastheneliminated（去除）byevaporationundervacuum（真空）at80℃for4days,toremovetheexcessofTEOSandethanol（alternatively,meresuction（吸入）ofthesupernatantmaybeused）.

Calcination（煅烧）inaflowofdryairat575℃for10hledtoawhitematerialfreeofPSbeads（lessthan1wt.-%carbonaccordingtoelementalanalysis）

SEM（扫描式电子显微镜）picturesofa）PSbeadsaftersedimentation,vacuumdrying,anddispersionusingacetone（丙酮）;b）asin（a）withoutuseofacetone;c）macrostructured（宏观组织）silicaspreparedusingaPS/ethanol/TEOSwt.ratioof1:

12:

20andcalcinedat575℃;

d）sameas（c）（differentmagnification）;e）sameas（c）usingadifferentwt.ratioof1:

12:

20（A,macrowindowstowardunderlyingarrayofmacroporesthroughinterstitial（间质的）macrovoid;B,sameasAbetweentwospherical（球面的）macropores;C,doublewallbetweentwomacropores,andD,interpenetrated（互相贯通）wallfromclustered（聚合）beads）;

f）sameas（e）aftercalcinationat900℃for4h.

templates：

latex（胶乳）spheres（球体）、triblockcopolymers（共聚物）（PluronicF127andP123）

Cosurfactants（辅助表面活性剂）：

n-alcohols（butanol,pentanol）