沸石分子筛的绿色合成
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作者肖丰收,孟祥举
出版社科学出版社
ISBN9787030596499
出版时间2019-01
版次1
装帧平装
开本16开
纸张胶版纸
页数128页
字数159千字
定价80元
货号SC:9787030596499
上书时间2024-05-08
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内容简介:
沸石形成过程与晶化机理研究是一个既有理论意义又有实际指导价值的科学问题。我们课题组经过近20年的合成与性能系统研究，在靠前上率先开拓了无有机模板与无溶剂合成沸石分子筛的新路线，并阐述了模板和溶剂在分子筛合成过程中的作用机制，进一步针对当前很常用、很熟知也是很重要的分子筛材料进行创新与定向设计合成。在本书中，我们将系统地阐述绿色路线高效合成沸石分子筛的发展历史以及所涉及的科学问题。
摘要:
章 引言
1.1 沸石分子筛简介
沸石分子筛材料广泛地应用于石油炼制、能源化工及环境保护等领域，是解决能源与环境问题的关键性材料[1-4]。
根据传统分子筛的定义，分子筛是由TO4四面体之间通过共享顶点而形成的三维四连接骨架[5]。骨架T原子通常是指Si、Al或P等原子，在少数情况下是指其他原子，如B、Ga、Be等。分子筛的孔道是由n个T原子所围成的环，即窗口所限定的。除六元环等小的孔道体系外，分子筛孔道还包括八元环、九元环、十元环、十二元环、十四元环、十八元环和二十元环以及二十元环以上。通常，根据组成孔道的环的大小，可以将分子筛描述为小孔、中孔、大孔和超大孔分子筛。小孔分子筛，如LTA、SOD和GIS型分子筛，它们的孔道窗口由8个TO4四面体围成，孔径约为4A；中孔分子筛，如MFI，其孔道窗口由10个TO4四面体围成，孔径约为5.5A；大孔分子筛，如FAU、MOR和*BEA，它们的孔道由12个TO4四面体围成，孔径约为7.5A；围成孔道窗口的T原子数超过12的分子筛，则被称为超大孔分子筛。分子筛中孔道的环多为八元环、十元环和十二元环。关于超大孔分子筛的报道还较少，目前分子筛的孔道很大环数为30（ITQ-37）。孔道体系可以是一维、二维或三维的，即孔道向一维、二维或三维方向延伸。根据靠前分子筛学会（IZA）结构分会的定义，目前有239种分子筛结构已经被确认[6]。
沸石分子筛的研究源于一位瑞典科学家的偶然发现。1756年，Cronstedt观察到一种取自火山岩的矿物质在被焙烧时有气泡产生，类似于液体的沸腾现象，故将这种矿物称为“沸石”（zeolit，瑞典文：沸腾的石头）。随着地质勘探工作和矿物研究工作的逐步展开，越来越多的天然沸石被发现[2-4]。同时工业上对沸石的应用需求也在逐渐增加，从20世纪40年代开始，合成沸石成为沸石研究的主要方向。60年代USY沸石在FCC（流化催化裂化）工艺工业上的大规模应用，进一步激发了研究者合成新沸石的热情。其中，有机胺和季铵盐作为有机模板剂的使用使得沸石分子筛合成领域大大拓展，具有里程碑的意义[2]。随后的30年，沸石分子筛的合成进入黄金时代，大量的新结构沸石分子筛被合成出来。沸石分子筛的骨架硅铝比（Si/Al，摩尔比）可以从传统的低硅调控到高硅，乃至全硅。1982年，美国联合碳化物公司（UCC）的科学家Wilson等成功地开发出了一个全新的分子筛家族—磷酸铝分子筛AlPO4-n，成为沸石分子筛发展目前另一个重要的里程碑[7]。
1.2 沸石分子筛的合成
20世纪40年代，Barrer开始尝试水热法合成沸石[8]，随后UCC的Milton和Breck等成
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目录:
丛书序
前言
第1章 引言 1
1.1 沸石分子筛简介 1
1.2 沸石分子筛的合成 2
1.3 沸石分子筛合成面临的挑战 3
1.4 本书的研究目的 4
第2章 无有机模板剂合成沸石分子筛 6
2.1 有机模板剂的作用 6
2.2 调节起始凝胶配比实现无有机模板剂条件下合成沸石分子筛 7
2.2.1 ZSM-5沸石分子筛 7
2.2.2 硅铝沸石ECR-1 8
2.2.3 TON结构沸石分子筛 11
2.3 利用沸石导向剂在无有机模板剂条件下合成沸石分子筛 14
2.3.1 ZSM-34沸石分子筛 14
2.3.2 FER结构沸石分子筛 18
2.4 利用导向剂合成多级孔丝光沸石 20
2.5 小结 23
第3章 无有机模板剂晶种法导向合成沸石分子筛 25
3.1 晶种的作用 25
3.2 晶种法无有机模板剂合成Beta沸石 25
3.2.1 合成影响因素 26
3.2.2 生长机理 27
3.2.3 降低Beta晶种使用量和晶化温度 30
3.2.4 高质量的Beta-SDS 32
3.2.5 催化性能的初步研究 33
3.2.6 杂原子的引入 34
3.3 晶种法无有机模板剂合成MTT结构沸石 35
3.3.1 产品表征与合成影响因素 35
3.3.2 晶化过程 38
3.3.3 酸性和催化性能 39
3.4 晶种法无有机模板剂合成LEV沸石 40
3.4.1 晶化过程 41
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