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沸石納米片及其催化裂解性能研究

發布時間:2019-10-22     瀏覽次數:1272

無機膜是用無機材料如陶瓷、金屬(及其氧化物)、多孔玻璃和沸石等制成的一種膜。與傳統有機膜相比,無機膜具有耐高溫、化學穩定性好、機械強度大及易清洗再生等優點,因此廣泛應用于化工領域中。在實際應用過程中,其在分離中不會發生相變基礎上,能夠很大程度上降低能源消化,完善與簡化整體工藝,使其催化工程通過吸附、分離過程來增多反應物與移走產物,進而實現化學平衡移動過程,提高產品轉化率,縮減成本。



作為無機膜范疇的沸石分子篩,其具有傳統無機膜的優勢之外,還繼承了分子篩的特點,因此其優點更加突出,如孔徑均衡、可以調節,并且與一般分子尺寸相近,大小在 0.3~1nm 之間,因此能夠根據自身孔徑大小而實現不同分子篩的分離功能。另外,由于沸石晶體的硅鋁比可調節、陽離子可被其它離子交換,因此在催化領域內有著巨大的應用前景。


   

為了進一步提高沸石分子篩催化性,研究學者提出了一種具有 MFI 拓撲結構的沸石分子篩制備方法,其具體指的是不同硅鋁比的 ZSM-5 及雜原子同構取代的變體。這種特殊的沸石分子篩有著均一的微孔結構,高熱與水熱穩定性,并且具有骨架金屬相關的酸性,因此廣泛應用于當前的石油化工領域中,發揮其多相催化、吸附與分離、離子交換等優勢。并且伴隨著該催化劑的大量使用,研究學者對其的介孔改性技術也在不斷深入研究,最近Verboekend Groen等學者對其率先展開堿處理與介孔改性試驗。通過試驗表明,隨著骨架金屬電荷對ZAM-5沸石分子篩持續脫硅的誘導作用,水熱堿刻蝕導致沸石產生體相結構缺陷,可對沸石晶體實現由表及里的堿溶蝕、拓孔和反向孔幾何修飾;堿溶濾促使水熱堿蝕產物選擇性脫硅,是形成沸石晶內介孔的核心過程。

 



在實際應用剝離與催化過程中,可以采用二次生長法,其對于沸石分子篩膜的合成是一種較為穩妥且高效的方法。在二次生長法中,對于有載體膜的合成,首先通過浸漬的方法讓沸石材料溶膠預涂到載體上形成前驅膜,然后讓前驅膜進行二次生長,并將前驅膜放盛有沸石合成液的晶化釜中晶化一定時間,即得到薄且定向的MFI沸石分子篩膜。


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