多级孔道ZSM-5与SAPO-34的合成

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在传统微孔沸石材料内引入第二级介孔结构形成多级孔道,可显著强化沸石内物料传质过程,提高沸石催化剂使用效率和寿命,是沸石材料发展的重要方向。  本文通过蒸汽处理含四丙基氢氧化铵的干凝胶,获得了具有大量自生介孔的半结晶固体材料,并作为多级孔道ZSM-5结晶的起始物。之后,我们修改了蒸汽辅助结晶过程进一步结晶,发现较低的用水量可以较好地保存这一丰富的介孔结构并完成结晶。本文还使用甘油对该起始物进行结晶,在提高其结晶度的同时完成了介孔的保存。  发现在干凝胶转化合成ZSM-5的过程中,少量的碳纳米管产生的位阻作用可防止晶体的过度生长,有助于保存蒸汽处理初期干凝胶产生的自生介孔,得到具有明显介孔分布的多级孔道ZSM-5沸石。此外,硅烷化聚合物只可以在使用少量水进行蒸汽辅助结晶合成的ZSM-5沸石中制造大量介孔。这是因为低用水量可以降低干凝胶内硅铝物质的可移动性,从而增强硅烷化聚合物与沸石表面的化学键合。  使用原位碳化的蔗糖作为介孔模板,并在干凝胶转化方法中使用双结构导向剂(干凝胶中的四乙基氢氧化铵和气相中的吗啡啉),合成了具有晶内和晶间介孔的多级孔道SAPO-34分子筛。碳模板被包裹在干凝胶和最后的SAPO-34晶体中。四乙基氢氧化铵的使用对纳米SAPO-34的形成和碳模板的包裹具有非常重要的作用。
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