xrd 分子筛孔径 -回复

xrd 分子筛孔径-回复

X射线衍射（X-ray diffraction, XRD）是一种常用的分析技术，被广泛应用于固体结构研究、材料科学研究和分子筛孔径研究等领域。其中，分子筛孔径的测量是XRD技术的重要应用之一。

分子筛是一种由无机氧化物组成的有序多孔材料，其拥有规则排列的微孔结构。这些微孔结构使分子筛表现出特定的吸附和分离性能，因此在催化剂和吸附剂等方面具有广泛的应用。而了解分子筛的孔径大小对于理解其性质和应用有着重要意义。

在XRD技术中，我们可以通过衍射数据分析来确定分子筛的孔径大小。下面将一步一步回答关于XRD技术在分子筛孔径研究中的应用。

第一步，样品制备。在进行XRD分析之前，我们需要制备样品。对于分子筛孔径研究，常用的样品制备方法是粉末衍射。首先，将分子筛样品粉碎成细粉，并确保样品中没有杂质。然后，将细粉填充到适当的衍射仪器样品采集器中。一般情况下，还需要制备一些对照样品，用于比较和验证结果。

第二步，XRD实验。在样品准备完成后，我们进行XRD实验。实验中，X射线通过样品，被样品的晶格排列结构所散射。这些散射的X射线会落在检验器的探测系统上，从而形成衍射图谱。通过衍射图谱，可以分析样

品的晶体结构和晶格常数，进而推断分子筛的孔径大小。

第三步，数据处理和分析。在测量得到衍射图谱后，需要对数据进行处理和分析。首先，需要对原始的XRD数据进行背景去除和峰位补偿等处理，以消除仪器的噪音和其他干扰。然后，我们可以通过解析衍射峰的位置和强度来推断样品的晶体结构和晶格常数。对于分子筛孔径研究，我们还可以根据粉末衍射的峰图形状来推测孔径大小。

第四步，孔径测量。在确定了样品的晶体结构和晶格常数后，我们可以利用一些计算方法来估计分子筛的孔径大小。常用的计算方法包括吸附方法，通过测量分子在孔道内的吸附等温线来推断孔径大小；以及准拟合方法，根据分子筛孔道的形状和分子尺寸建立模型，通过准拟合分析来估计孔径大小。

第五步，验证和进一步研究。在测量得到孔径大小后，我们需要验证和进一步研究结果。可以使用其他独立的技术手段进行验证，比如透射电子显微镜（TEM）等。此外，还可以通过改变分子筛的合成方法或条件，探索不同孔径大小的分子筛的性质和应用。

总结起来，通过XRD技术可以了解分子筛的晶体结构和晶格常数，并通过数据处理和分析推测其孔径大小。这为我们研究分子筛的性质和应用提

供了重要的信息。然而，需要注意的是，XRD技术只能给出分子筛孔径的估计值，并且对于具有高度非均匀和复杂孔道结构的分子筛可能会存在一定的限制。因此，在确认分子筛孔径大小时，还需要结合其他技术手段进行验证和进一步研究。

分子筛检测

对某一类沸石究竟那些性质需要表征，则要视其用途而决定。A型用于洗涤工业，其晶体形貌和晶粒大小十分重要，酸性和稳定性则居于次要地位。Y型主要用于催化裂化催化剂，酸性和稳定性却是第一位的。ZSM-5用作择形催化剂，其结构、孔径、化学组成、酸性、晶粒晶体形貌大小主要，骨架硅铝比稳定性次要。 一、晶体结构和缺陷测定 Collection of Simulated XRD Powder Patterns for Zeolites，沸石分子筛的衍射图谱和晶体数据。 Atlas of Zeolite Structure Types，沸石的立体结构图和孔道截面图。 将实验测得的XRD图谱与已知的标准图谱相比较，发现多或少一些衍射峰，说明样品中可能存在其他的晶相，或者不具有预期的结构。 测定主要衍射峰的强度可以判断样品的结晶度。取样品一个或几个特征峰强度之和与标准样品相比较，可计算样品的相对结晶度。样品的hkl峰强度/标样的hkl峰强度（衍射谱图中各衍射峰的晶格参数）。 二、孔结构 用不同尺寸的探针分子来测定沸石的孔径，比沸石孔径小的才能被吸附，大的分子被排斥在外。多孔材料孔结构表面性质同位素XeNMR谱，氙气体积大只适用于大孔径分子筛，测量核磁共振谱中Xe的化学位移，获得沸石孔径和孔道畅通情况的信息，研究负载金属的分散度和结焦情况。 三、化学组成 最感兴趣的是Na、Al、Si的含量，表示为残钠和硅铝比。X射线荧光光谱、化学分析湿法分析：沸石加浓硫酸加热至出现SO3白烟，水稀释，过滤保留滤液1，滤渣干燥，1000度灼烧称重a。加入HF酸蒸发至干再1000度灼烧称重b。a-b即SiO2含量。灼烧残渣加过硫酸钾加热熔融，将焙融物溶于水中与滤液1合并用原子吸收光谱法分析Na 和Al含量。繁琐 四、酸性 沸石上的酸性位主要是质子酸位，经高温处理后转变成非质子酸位 Si H O Al Si H O Al Si O- Al Si + Al 1.滴定法测定各种酸强度的酸性位数目：样品粉末分散在非极性溶剂中加入指示剂，用正丁胺滴定到中性，根据消耗量计算样品的酸强度分布。缺点：不区分质子酸和非质子酸位。 2.程序升温脱附法，用量热法判断酸强度，吸附时会放出中和热，酸性愈强放热越多。达平衡时间长用脱附代替吸附过程。NH3-TPD分析，吸附碱性分子后进行程序升温脱附(10K/min)，吸附在弱酸位上的碱性分子首先脱出，强酸位上的较高温度才能脱出，得到程序升温脱附图TPD谱。LT低温峰表示由弱酸位脱出的NH3，HT强酸位。由峰面积可得到强弱酸位数目，峰温可推测酸性位的强度。步骤：样品准备活化色谱开机吸附吹扫脱附定量色谱关机数据处理mmol/g。缺点：不区分质子非质子酸位，低温峰还包含非酸性位上脱附，扩散限制使孔道中NH3脱附延迟使脱附温度提高。 3.红外光谱法：测定样品中O-H键振动频率，键越弱频率越低酸强度越高。3740硅羟基峰,3640大笼酸性羟基峰,3540小。硅铝比增加酸性强酸性点少，低硅铝比生命短。Si-O(H)-Al次邻位上无铝时酸性强，铝多（被分摊）中心数量多强度弱。 4.核磁共振法：谱图上酸性羟基位置与OH键强度有关，化学位移越大，OH键越弱酸性越强。峰面积对应酸性位数目。 五、稳定性：经过热、水热或化学处理后用XRD测定结晶保留度，了解晶体状况。（DTA法）晶体破坏时放出热量从DTA谱上高温放热峰可测出晶格破坏温度。一般在1000度左右。良好的耐酸性和热稳定性，天然较合成优越。 六、吸附性能：表面原子或分子受力不对称、有吸附力场存在，吸附力称为色散力，固体表面对气体或液体具有吸附作用的原因。只有直径比较小的分子才能通过孔道被吸附，选择性吸附。晶格孔穴中分布有阳离子，离子周围还有较大的静电力，沸石因由色散力和静电力共同作用故吸附力特别大。 七、离子交换性能：沸石可以进行可逆的阳离子交换，改进沸石的吸附和催化性能。 八、催化性能：沸石做催化剂与结构中的酸性位置、孔穴大小以及阳离子交换性能有关。天然沸石不直接作催化剂的，需要离子交换法改为H型沸石。沸石经质子交换脱除正离子后表面上具有丰富的质子酸位。表面酸位与反应物分子作用形成正碳离子。 电中性[SiO4]四面体被负一价[AlO4]四面体取代使晶格中部分氧出现负电荷。SiAlO和格架外金属离子一起组成催化活性中心，金属阳离子高度分散状态。 活性位置在晶体内部，反应物分析必须扩散到沸石晶格内部才能发生反应，沸石的孔径大小和孔道的连接方式影响催化性能。一维孔道容易堵塞，三维有利于反应物进出。A型4.2?没催化活性Y型9?有机分子顺利扩散。

碱处理法改性ZSM-5分子筛催化苯与乙醇烷基化制乙苯

碱处理法改性ZSM-5分子筛催化苯与乙醇烷基化制乙苯李建军;甘玉花;王伟明;方维平;杨意泉 【摘要】用不同浓度的NaOH溶液对ZSM-5分子筛进行改性,以XRD、SEM、NH3-TPD和BET方法对改性前后的催化剂进行表征,并考察了碱处理改性对ZSM-5分子筛孔结构、酸性以及催化苯与乙醇烷基化反应的性能的影响.结果表明,通过调变NaOH溶液浓度可以在保持ZSM-5分子筛的微孔骨架结构的同时,调变介孔分布.随着NaOH溶液浓度升高,ZSM-5分子筛的酸量、介孔孔容、介孔表面积都增加,孔径分布变宽,从而改善了催化剂的催化性能.对ZSM-5分子筛进行碱改性,比较合适的NaOH溶液浓度为0.2 mol/L,改性后的ZSM-5分子筛催化剂具有较高的活性和稳定性.但超过0.5 mol/L的NaOH溶液会破坏ZSM-5分子筛骨架结构,该浓度的NaOH溶液改性后的ZSM-5分子筛催化活性下降较快.%The alkylation of benzene with ethanol to produce ethylbenzene over ZSM-5 catalyst has been widely investigated. In order to improve the ZSM-5 catalyst performance,the ZSM-5 zeolite catalysts were modified by desilication treatment in alkaline solution with different concentrations for the alkylation of benzene with ethanol to ethylbenzene, and characterized by X-ray diffraction (XRD) .scanning electron microscope(SEM) ,NH3-TPD,and BET techniques. The characterization results show that mesopore size distribution of the catalysts can be controlled by changing NaOH solution concentration without destroying framework of ZSM-5 zeolite. With the increase concentration of NaOH solution, the amount of acid sites,mesopore volume,and specific surface area increased, the pore size distribution became broader. Therefore,the catalytic performance for the

不同硅铝比Al-MCM-41介孔分子筛的表征及催化合成氯乙酸正辛酯

不同硅铝比Al-MCM-41介孔分子筛的表征及催化合成氯乙 酸正辛酯 宋伟明;董晓娟;邓启刚;赵云鹏 【摘要】以十六烷基三甲基溴化铵( CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,乙二胺为碱性介质,当 n(TEOS)∶n( NaAl02)∶n(CTAB)∶n(H2NCH2CH2NH2)∶n(H2O)=1∶x∶0.12∶ 3.5∶130,其中x=0.1,0.033,0.02,0.01,0.006 7时,水热法合成了Al - MCM - 41介孔分子筛.通过XRD,N2吸附-脱附,NH3 - TPD和TEM等手段对不同硅铝比(n(Si)/n(Al))的Al - MCM -41介孔分子筛进行了表征.结果表明,当n(Si)/n( Al)由150减小至30时,Al - MCM -41介孔分子筛仍具有典型的六方介孔结构特征,但当n( Si)/n(Al)=10时,样品结构有序性下降.Al - MCM - 41介孔分子筛酸量随着 n( Si)/n( Al)减小而增大.将Al - MCM - 41介孔分子筛用于催化合成氯乙酸正辛酯,相同反应条件下,n( Si) /n( Al) =30的Al - MCM - 41介孔分子筛为催化剂时酯化率最高,由此表明,Al - MCM - 41介孔分子筛作为催化剂,反应酯化率不仅取决于样品酸量,也与其晶体结构相关.当Al - MCM - 41介孔分子筛用量为氯乙酸质量的3％,反应温度为120～140℃,n(氯乙酸)∶n(正辛醇)=1∶1.2时,酯化率可达 94.34％.%Mesoporous molecular sieve MCM -41 containing Si and Al with Si/Al molar ratio equal to 10,30, 50,100 and 150 were synthesized under hydrothermal conditions using cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as template and tetraethylorthosilicate (TEOS) as silica source and ethylenediamine as alkaline medium. The optimum molar ratio was n(TEOS): n{ NaA102) : n( CTAB) : n( H2NCH2CH2NH2): n( H20) = 1: x: 0. 12: 3. 5: 130, where x = 0. 1,0. 033 ,0. 02,0. 01 and 0. 006 7 respectively. The

富含羧基的球形介孔分子筛SBA-15的合成及药物释放性能

富含羧基的球形介孔分子筛SBA-15的合成及药物释放性能聂鑫;曲凤玉;李晓丰;林惠明 【摘要】原位合成了富含羧基的SBA-15球形介孔分子筛.研究了修饰剂三烷氧基氰乙基硅烷(CTES)的用量对介孔分子筛SBA-15形貌、孔径及BET比表面积的影响.用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(IR)和氮气吸附/脱附手段对样品进行了详细的表征.SBA-15分子筛展示了尺寸在0.5～1μm规则的球形形貌、有序的二维六方相介孔结构及较大的比表面积和孔容,并且随着修饰剂用量的增加,SBA-15的孔径变小,比表面积下降.药物负载及释放性能测试表明,其具有较好的药物吸附与释放性能.%Mesoporous SBA-15 spheres with abundant carboxyl were synthesized by a one-step method. The effects of CTES amount on the morphology, pore size and BET surface area of mesoporous SBA-15 were investigated. The samples were characterized by powder X-ray diffraction ( XRD) , scanning electron microscopy ( SEM) , infrared ( IR ) spectra and nitrogen adsorption/desorption techniques. The morphologies of as-obtained products are sphere-like. The materials possess highly ordered hexagonal mesoporous structure, large specific surface area and pore volume, and the pore sizes range from 0. 5 μm to 1 μm. The results show the pore size and the surface area of the materials decrease with the increase of the amount of CTES, obviously. The material has good assembly and drug delivery profiles. As-synthesized products have potential applications in catalysis, drug delivery and fillings for chromatography analysis.

更新：XRD和BET思考题

更新：XRD和BET思考题 关于xrd和bet思考题（请及时更新） （XRD参考：高级结构分析，马雷敦主编，复旦大学出版社）（bet目前没有教材， 信息来自文献和一些专业书籍）1 X射线多晶衍射的基本原理（了解布拉格方程）回答： 结构：x射线管、处理台、测角仪、检测器、计算机 X射线衍射仪主要由X射线发生器（X射线管）、测角仪、X射线探测器、计算机控制和处理系统等组成。 工作原理：利用晶体形成的x射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构 分析方法。将具有一定波长的x射线照射到结晶性物质上时，x射线因在结晶内遇到规则 排列的原子或离子而发生散射，散射的x射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结 晶结构相对应的特有的衍射现象。衍射x射线满足布拉格方程：2dsinθ=nλ式中：λ是 x射线的波长；θ是衍射角；d是结晶面间隔；n是整数。波长λ可用已知的x射线衍射 角测定，进而求得面间隔，即结晶内原子或离子的规则排列状态。将求出的衍射x射线强 度和面间隔与已知的表对照，即可确定试样结晶的物质结构，此即定性分析。从衍射x射 线强度的比较，可进行定量分析。 2.X射线物相定性分析的原理和步骤 答：每种结晶物质都有其特征结构参数，没有两种衍射花纹完全相同的两种物质，将 几种物质混合后所得结果是个单独物相衍射线条的简单叠加。 X射线衍射是金属定性和定量分析中应用最广泛的方法。 定性分析是把对材料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据相比较， 确定材料中存在的物相。根据晶体对x射线的衍射特征―衍射线的方向及强度来鉴定结晶 物质。 A获得样品的衍射特征，B确定衍射峰线的峰位，C以三条强线为搜索依据，找到指标，定性分析方法：光谱直接比较法、数据比较法和计算机自动检索法。定性分析步骤： 3.x射线多晶衍射谱可以提供哪些信息？ 答：2θ，2θ附近有一定的衍射强度，包括衍射峰的位置、强度和形状 一、谱图横坐标2θ，从而知道掠射角θ(入射角的余角，又称为布拉格角)。然后就 可以求得谱线对应的晶面-晶面间距d值；最后可获得晶体的长宽高几何尺寸。二、谱图 的谱线强度（纵标）；如果是照片、感光底片的话，就是光斑的亮度。三、所有横标纵标 信息、强度信息、谱线分布谱线组合全体搭配信息，通俗地讲就是衍射花样，是xrd的重

y分子筛的xrd特征峰

y分子筛的xrd特征峰 分子筛是一种具有微孔结构和比表面积大的材料，可作为分离、催化、吸附等领域的重要催化剂和分离材料。其中，XRD（X 射线衍射）技术是一种用于表征分子筛晶体结构的重要手段。在XRD谱图中，分子筛晶体结构的特征峰可以反映其晶体结 构和晶体质量，可用于确定分子筛的类型和评估其性能。下面，我们将详细介绍几种常见分子筛的XRD特征峰。 1. ZSM-5型分子筛的XRD特征峰 ZSM-5型分子筛是一种具有MFI结构的分子筛，其XRD特征峰主要包括3.0、5.9、7.2、8.6、15.2、23.1、24.7、26.1和 28.3°等位置处的峰。其中，3.0和5.9°的峰表示了分子筛晶胞 参数a和b的长度，7.2、8.6、15.2、23.1、24.7、26.1和28.3°的峰表示了晶胞角度α、β和γ的大小。由于ZSM-5型分子筛 具有多孔结构和酸性位点，因此可用于催化转化石油化学物质、吸附气体分子等应用领域。 2. MCM-41型分子筛的XRD特征峰 MCM-41型分子筛是一种具有介孔结构的分子筛，其XRD特 征峰主要包括2.1、3.5、4.3、5.2、5.8、6.8、7.5、8.4、10.4 和13.3°等位置处的峰。其中，2.1、4.3和5.2°的峰对应于分 子筛晶胞参数a、b和c的长度，3.5、5.8、6.8、7.5、8.4、10.4和13.3°的峰对应于分子筛晶胞角度α和γ的大小。由于MCM-41型分子筛具有大孔径和高表面积等优良性质，因此可用于催化合成有机化学品、分离生物分子等应用领域。

3. Beta型分子筛的XRD特征峰 Beta型分子筛是一种具有BEA结构的分子筛，其XRD特征 峰主要包括6.0、7.0、8.0、11.6、12.0、14.5、19.0、23.0和28.0°等位置处的峰。其中，6.0、7.0和8.0°的峰对应于分子筛 晶胞参数a、b和c的长度，11.6、12.0、14.5、19.0、23.0和28.0°的峰对应于分子筛晶胞角度α、β和γ的大小。由于Beta 型分子筛具有优良的孔结构和酸性位点，可用于催化裂化、烷基化和异构化等化学反应。 总之，XRD技术对于分子筛晶体结构的表征具有重要的意义，可以通过分析XRD特征峰位置和强度信息，对分子筛的类型 和性能进行判断和评估。

粘土合成分子筛XRD图谱分析

粘土合成分子筛XRD 图谱分析 ① 从A 1、A 2、A 3、A 4XRD 图谱可看出，以唐山铝石和和顺土为原料，合成分子筛，当硅铝比设计为2.0，碱度在2.4、2.6、2.8、3.0内变化时，随碱度增加，所合成的4A 型分子筛较纯净，杂晶很少，且图谱衍射强度随之增加，但碱度为3.0时其图谱衍射强度比碱度为2.8时有所下降，说明碱度最佳值在2.8附近，如图 所示。 Y A x i s T i t l e NaOH mol/L 图 A 系列样4A 分子筛谱线衍射强度变化图 ② 从D 1、D 2、D 3、D 4XRD 图谱可看出，以白错土和和顺土为原料，合成分子筛，当硅铝比也设计为2.0，碱度在2.4、2.6、2.8、3.0内变化时，随碱度增加，所合成的矿物主要为4A 分子筛、X 型分子筛和霞石，且4A 分子筛图谱衍射强度随碱度增加而减弱，碱度为3.0时其图谱中就不再有4A 分子筛，而只有霞石和方钠石，如图 所示。

0100 200 300 400 500 600 Y A x i s T i t l e NaOH mol/L 图 D 系列样4A 分子筛谱线衍射强度变化图 ③ 从E 1、E 2、E 3、E 4XRD 图谱可看出，以白错土和和顺土为原料，合成分子筛，当硅铝比也设计为1.8，碱度在2.4、2.6、2.8、3.0内变化时，随碱度增加，所合成的矿物主要为4A 分子筛、方钠石，且4A 分子筛图谱衍射强度随碱度增加而减弱，碱度为3.0时4A 分子筛图谱峰值最低，如图 所示。 Y A x i s T i t l e NaOH mol/L 图 E 系列样4A 分子筛谱线衍射强度变化图

关于氮气等温吸脱附计算比表面积、孔径分布的若干说明

目的：是让大家对氮气等温吸脱附有一个基本的理解和概念，不会讲太多源头理论，内容不多，力求简明实用。本人有幸接触吸脱附知识的理论和实践，做个总结一是长久以来的心愿，二则更希望能和大家共同学习、探讨和提高。由于内容是自己的总结和认识，很可能会有部分错误，希望大家能给予建议、批评和指导，好对内容做进一步的完善。 ★★注意★★ 我们拿到的数据，只有吸脱附曲线是真实的，比表面积、孔径分布、孔容之类的都是带有主观人为色彩的数据。经常听到有同学说去做个BET，其实做的不是BET，是氮气等温吸脱附曲线，BET（Brunauer-Emmet-Teller）只是对N2-Sorption isotherm中p/p0=0.05~0.35之间的一小段用传说中的BET公式处理了一下，得到单层吸附量数据Vm，然后据此算出比表面积，如此而已。 ◆六类吸附等温线类型

几乎每本类似参考书都会提到，前五种是BDDT(Brunauer-Deming-Deming-Teller)分类，先由此四人将大量等温线归为五类，阶梯状的第六类为Sing增加。每一种类型都会有一套说法，其实可以这么理解，以相对压力为X轴，氮气吸附量为Y轴，再将X轴相对压力粗略地分为低压（0.0-0.1）、中压(0.3-0.8)、高压（0.90-1.0）三段。那么吸附曲线在： 低压端偏Y轴则说明材料与氮有较强作用力(І型，ІІ型，Ⅳ型)，较多微孔存在时由于微孔内强吸附势，吸附曲线起始时呈І型；低压端偏X轴说明与材料作用力弱(ІІІ型，Ⅴ型)。 中压端多为氮气在材料孔道内的冷凝积聚，介孔分析就来源于这段数据，包括样品粒子堆积产生的孔，有序或梯度的介孔范围内孔道。BJH方法就是基于这一段得出的孔径数据； 高压段可粗略地看出粒子堆积程度，如І型中如最后上扬，则粒子未必均匀。平常得到的总孔容通常是取相对压力为0.99左右时氮气吸附量的冷凝值。 ◆几个常数 ※液氮温度77K时液氮六方密堆积氮分子横截面积0.162平方纳米，形成单分子层铺展时认为单分子层厚度为0.354nm ※标况（STP）下1mL氮气凝聚后（假定凝聚密度不变）体积为0.001547mL 例：如下面吸脱附图中吸附曲线p/p0最大时氮气吸附量约为400 mL，则可知总孔容＝400*0.001547＝400/654＝约0.61mL ※STP每mL氮气分子铺成单分子层占用面积4.354平方米 例：BET方法得到的比表面积则是S/(平方米每克)＝4.354*Vm，其中Vm由BET方法处理可知Vm=1/(斜率＋截距) ◆以SBA-15分子筛的吸附等温线为例加以说明

含磷模板剂和不同硅源对多级孔ZSM-5分子筛结构和催化性能的影响

含磷模板剂和不同硅源对多级孔ZSM-5分子筛结构和催化性 能的影响 李鹏;李峰;刘宇键;郑家军;李文林;崔杏雨;李瑞丰 【摘要】通过采用不同比例的四丁基氢氧化磷(TBPOH)和四丙基氢氧化铵(TPAOH)混合作为模板剂合成多级孔ZSM-5分子筛,采用 XRD,BET,SEM,TEM,NH3-TPD,MAS NMR等方法对分子筛进行物化性质表征,考察TPAOH和TBPOH的协同作用,期望得到较高结晶度的含P的多级孔ZSM-5.结果表明:以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,在TBPOH和TPAOH物质的量比为1∶1时,合成的多级孔ZSM-5形貌较为规整,由ZSM-5小晶粒堆积而成并呈现出丰富的介孔结构,具有较大的比表面积和孔体积,孔径分布集中于3～7 nm处.相比常规ZSM-5分子筛,合成的多级孔 ZSM-5分子筛表现出更强的弱酸性和更多的总酸量.在1,3,5-三异丙苯的裂解反应中,相同转化率下,微孔 ZSM-5分子筛表现出较好的苯和二异丙苯的选择性,而多级孔 ZSM-5表现出更加优异的丙烯和异丙苯选择性.【期刊名称】《石油炼制与化工》 【年(卷),期】2018(049)008 【总页数】7页(P21-27) 【关键词】含磷模板剂;ZSM-5分子筛;多级孔;催化裂解 【作者】李鹏;李峰;刘宇键;郑家军;李文林;崔杏雨;李瑞丰 【作者单位】太原理工大学化学化工学院,太原030024;太原理工大学化学化工学院,太原030024;中国石化石油化工科学研究院;太原理工大学化学化工学院,太原

030024;太原理工大学化学化工学院,太原030024;太原理工大学化学化工学院,太 原030024;太原理工大学化学化工学院,太原030024 【正文语种】中文 ZSM-5沸石分子筛是一种具有规整骨架和有序孔道结构的MFI型沸石分子筛，且具有二维双十元环孔道结构。其作为固体酸催化剂，可应用于芳烃烷基化、催化裂化、轻烃芳构化、甲醇制汽油等重要的工业过程[1-2]。ZSM-5沸石作为流化催化裂化(FCC)催化剂中主要的活性组分[3]，其微孔孔道小于重油大分子的尺寸，限制了裂解反应的进行，同时微孔ZSM-5还存在扩散路径长、催化剂容易结焦的缺点。因此设计并合成具有高外比表面积的ZSM-5沸石催化剂，使其具备将大分子精确转化成预期大小分子的裂解能力，将有望解决大分子尺寸与ZSM-5微孔尺寸不匹配的问题[4]。有研究表明，对于有大分子参与的反应，分子筛催化剂的催化活性 主要取决于其外表面积[5]，与微孔ZSM-5分子筛相比，多级孔ZSM-5分子筛具有更高的外比表面积、更好的大分子反应物的可接近性，具备更高的催化活性。除此之外，多级孔ZSM-5分子筛孔道尺寸短，扩散性能好，具有不同孔径的孔结构，表面利用率高，对大分子反应物的裂解能力也显著增强[6-9]。多级孔ZSM-5沸石的常见合成方法有后处理法[10]、双孔合成法[11]、键阻断法[12]、透明溶液凝胶法[13]、晶种合成法[14]、双模板合成法等[15-17]。 具有MFI结构的ZSM-5分子筛由于具有优异的择形催化性能，在工业上作为FCC催化剂助剂可显著提高汽油辛烷值和丙烯收率。然而在FCC苛刻的高温水热 条件下，HZSM-5分子筛易发生骨架脱铝，水热活性稳定性下降，造成HZSM-5 分子筛的不可逆失活。在20世纪80年代末90年代初，发现P改性的ZSM-5分子筛可以稳定骨架铝和提高分子筛的水热活性稳定性，提高低碳烯烃尤其是丙烯收

饱和ATP为原料合成多级孔ZSM-5沸石分子筛的制备与表征

饱和ATP为原料合成多级孔ZSM-5沸石分子筛的制备与表 征 张建民;吴喜勇;李红玑;王改平 【摘要】研究以饱和ATP吸附材料为合成沸石分子筛的硅源，采用双模板法，用四丙基氢氧化铵（ TPAOH）为微孔模板剂和十六烷基三甲基溴化烷（ CTAB）为介孔模板剂直接合成多级孔ZSM-5沸石分子筛，通过XRD、SEM、比表面积及 孔径分析仪进行N2吸附-脱附等手段对多级孔ZSM-5沸石分子筛表征测试分析。结果表明，饱和ATP吸附材料在180℃下，水热提纯12 h获得硅源，再加入TPAOH和CTAB进行初始凝胶反应，后移入水热反应釜中，控温180℃，水热晶化反应15 h，即得多级孔ZSM-5沸石分子筛。%The main research was the synthesis of zeolite using the saturated ATP adsorbent as silicon source ,the hierarchical ZSM-5 was synthetised directly by dual-template method ,that the TPAOH as mi-croporous template and the CTAB as the mesoporous template ,and characterized by XRD ,SEM and sur-face area and porosimetry analyzer .The results show that:the silicon source could be purified from saturat-ed ATP Adsorbent under such condition at hydrothermal temperature of 180℃and reaction time of 12 h. Then at 180 ℃and being hydrothermal synthesis for 15 h,the hierarchical ZSM-5 was finally obtained in the water thermal kettle . 【期刊名称】《应用化工》 【年(卷),期】2016(045)011

分子筛晶体内多级孔的构筑及其对催化反应的扩散调控机制结题报告

分子筛晶体内多级孔的构筑及其对催化反应的扩散调控机 制结题报告 1. 引言 1.1 概述 分子筛晶体是一类具有特定孔道结构的无机材料，具有广泛的应用领域，尤其在催化反应中起到关键作用。传统单级孔分子筛的扩散调控机制已被广泛研究和理解，但在某些情况下，单级孔结构无法满足催化反应对扩散行为的要求。为了进一步提高催化反应的效率和选择性，研究人员在分子筛晶体内构筑了多级孔结构。 1.2 文章结构 本文将首先介绍分子筛晶体内多级孔的构筑方法和形成机制，包括单级孔形成机制以及多级孔的构造方法和表征手段。接着讨论多级孔对催化反应扩散调控机制的影响，并探讨多级孔结构与反应选择性之间的关系。随后介绍实验过程和结果分析，包括材料合成与表征方法、催化活性测试结果分析以及验证多级孔扩散调控机制实验结果。最后，在总结文章主要内容基础上，展望未来在该领域的研究方向。 1.3 目的 本文旨在全面探讨分子筛晶体内多级孔的构筑及其对催化反应扩散调控机制的

影响。通过深入研究与分析，期望为进一步提高催化反应效率和选择性提供重要参考，并为未来材料设计和合成方法提供启示。 2. 分子筛晶体内多级孔的构筑 2.1 单级孔的形成机制 分子筛是一类结构具有高度有序孔道的材料。其内部存在各种大小的孔道和通道，其中最常见的是单级孔。单级孔的形成主要受到模板剂、硅源和碱性条件等因素的影响。在合适的反应条件下，模板剂会与硅源发生相互作用，并通过自组装过程来形成晶格间隙中的孔道。 通常情况下，单级孔通过所谓的正交比例方法来实现：模板剂中存在两个或多个官能团（如胺基和羟基），而硅源则包含处于水解状态下的硅烷基化合物。通过酸催化反应，这些官能团被连接到硅烷基上，从而与模板剂发生共价键连接。 2.2 多级孔的构筑方法 为了进一步扩展分子筛材料在催化反应中的应用，近年来出现了构筑多级孔结构的研究工作。多级孔指具有不同尺寸和层次结构的孔道网络。通过掌握不同尺寸尺度上的孔道结构和排布方式，可以实现催化反应中更高效的物质传递。 构筑多级孔结构的方法包括模板法、表面修饰法和可控腐蚀法等。其中，模板法是最常用的方法之一。在这种方法中，通过选择不同孔道大小的模板剂或利用正交比例合成技术，在分子筛晶格中引入多个尺寸层次的孔道结构。另一种方法是

介孔分子筛的孔结构表征及其分析

介孔分子筛的孔结构表征及其分析 作者：龚彩云周冬雪刘洋张倩倩 来源：《中国科技博览》2014年第06期 [摘要]介孔分子筛的研究已成为当今材料科学研究领域的一大热点，而介孔材料的研究离不开结构表征分析。介孔材料的表征常用X射线小角度衍射法（XRD）、气体吸附法、电子显微镜观察法等。重点介绍了这些表征方法对多孔材料的孔道有序性、孔形态、比表面积和孔体积及孔径等的表征分析应用，最后简单介绍了孔结构表征的新方法。 [关键词]介孔材料吸附 XRD BET 电镜分析 【分类号】：O643.36 1介孔分子筛材料的简介 1.1 介孔材料 介孔材料作为多孔材料的一种，IUPAC分类标准规定孔径2.0～50nm的为介孔，由于其特殊的孔性结构，使其具有高比表面积、高孔隙率、高透过性、高吸附性、可组装性等诸多优异的物理化学性能，因而在化工、生物医药、环保、功能材料等领域均有广泛应用。介孔材料的研究已成为当今材料科学研究领域的一大热点。介孔材料的研究离不开结构表征分析，介孔材料的孔隙结构特性一般从孔径、孔径分布、孔形态及孔通道特性等方面进行考察。介孔材料的表征方法一般可分为X射线小角度衍射法、气体吸附法、电子显微镜观察法、气泡法、离心力法、核磁共振法等。本文就常用的几种方法，如X射线小角度衍射（SAXRD）、气体吸附、电子显微镜（EM）等做重点介绍。 2 常用的表征方法 2.1 X射线小角度衍射法（XRD） XRD是介孔材料表征过程中最常用的手段，主要用来判断是否有介孔结构的存在。在小角度散射区域内（2θ 根据Bragg方程（式（1）），在小角度区域，晶面间距（d，对孔材料表示孔径大小与衍射角θhlk）的正弦成反比，因此介孔材料的孔径越大，小角衍射峰出现在越低的角度区域（见图1）。 2dhlksinθhlk=nλ （1）

聚乙二醇存在下不同合成条件对多级孔ZSM-5分子筛形貌的影响

聚乙二醇存在下不同合成条件对多级孔ZSM-5分子筛形貌的 影响 张建民;王改平;李红玑;陈哲;白明鑫 【摘要】以四丙基溴化铵(TPABr)为微孔模板剂、聚乙二醇(PEG)为介孔模板剂,在不同的水热条件下,合成不同形貌的多级孔ZSM-5分子筛,并探究其晶形及孔径分布变化.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜、N2吸附-脱附等表征手段,研究分子筛的孔道结构和物化性能.结果表明,多级孔ZSM-5分子筛晶体尺寸随着硅/铝摩尔比(n(Si)/n(Al))的增大而减小;随着晶化温度的升高,组成晶体的晶粒由长六方板状变成正六方板状,晶化温度过高(200℃)会导致聚乙二醇的模板导向作用减弱;晶化时间延长,分子筛晶体形貌单一,只有板状晶粒穿插形成的晶体且晶体尺寸变大;随着聚乙二醇用量的增加,组成晶体的小晶粒逐渐增多,晶体从六棱明显的板状成为近球状.m(Si)/m(Al)/m(PEG)为100/0.027/20,晶化温度为180℃,晶化时间为36 h时,多级孔ZSM-5分子筛的结晶度最高;合成的晶体大小均匀且形貌统一. 【期刊名称】《石油学报（石油加工）》 【年(卷),期】2018(024)005 【总页数】7页(P1033-1039) 【关键词】多级孔ZSM-5;水热晶化;聚乙二醇(PEG);形貌 【作者】张建民;王改平;李红玑;陈哲;白明鑫 【作者单位】西安工程大学环境与化学工程学院 ,陕西西安 710048;西安工程大学环境与化学工程学院 ,陕西西安 710048;西安工程大学环境与化学工程学院 ,

陕西西安 710048;西安理工大学水利水电学院 ,陕西西安 710048;西安工程大学环境与化学工程学院 ,陕西西安 710048;西安工程大学环境与化学工程学院 ,陕西西安 710048 【正文语种】中文 【中图分类】TQ17 分子筛材料是无机多孔材料家族中的重要一员，多级孔ZSM-5分子筛具有微孔沸石分子筛良好的择形催化性能和介孔材料优异的传质扩散性能，其应用性能在催化、吸附及分离等各个方面均有体现，并与其形貌尺寸[1-2]有着密切的联系。例如， 大尺寸分子筛晶体是制备光学器件的优良材料；纳米薄片状的MFI分子筛在催化 反应中表现出高的活性和较长的使用寿命[3]；小颗粒晶体易制备成分子筛膜用于 分离吸附等[4-5]。刘艳[6]合成出一种b轴长度相对较长的的链状形貌的ZSM-5 沸石晶体，其作为催化剂时提高了对二甲苯的选择性。Wang等[7]通过调变合成 条件制备的规则圆柱状多级孔沸石分子筛具有机械强度高、催化性能好等优点。褚琳琳等[8]采用硅烷偶联剂氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)及介孔模板剂聚丙烯酸-十 六烷基三甲基溴化铵(PAA-CTAB)合成出尺寸较小、没有无定形壳、介孔含量大的多级孔ZSM-5沸石分子筛，其在苯与苯甲醇的烷基化反应中展现了较高的催化活性。因此控制分子筛的大小[9]和形貌[10]对于分子筛在工业催化、吸附分离及药 物缓释等方面的应用具有非常重要的意义。 目前，聚乙二醇(PEG) 常用于分子筛的合成中，其具有容易获得、价格低廉、低毒和安全等特点。常贵环等[11]发现，PEG聚合度适中且适量时可以得到较规则的条状ZSM-5分子筛。鉴于此，笔者研究了聚乙二醇晶型控制剂在不同水热合成条件下对多级孔ZSM-5分子筛的晶体形貌的影响。

CTAB对多级孔分子筛合成及孔道层次结构影响

CTAB对多级孔分子筛合成及孔道层次结构影响 李红玑;周孝德;张建民;杨靖;王发良;王向阳 【摘要】以预处理后的凹凸棒石(Si-ATP)为前驱体, 采用双模板剂一步法合成了多级孔分子筛, 研究了结构导向剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)用量对分子筛孔道层次结构和种类的影响.结果表明:当CTAB 用量为0.01～0.03 g 或0.05～0.07 g时, 孔道层次结构因子(HF)与CTAB用量呈线性相关; XRD结果显示, 当CTAB用量为0.03～0.05 g时,分子筛从ZSM-5型向(H)ZSM-11型转变, 这说明在利用此方法制备多级孔分子筛时, 可通过调变CTAB用量定向调控分子筛微介孔比例.CTAB用量为0.05 g, 合成的(H)ZSM-11分子筛比表面积(SBET)为432.02 m2/g, 总孔体积(Vtot)为0.40 cm3/g, 亚甲基蓝(MB)的吸附容量为366.45 mg/g, 说明CTAB 导向构筑的介孔孔道有利于吸附大分子物质.%Hierarchical zeolite was successfully synthesized with pretreated attapulgite (Si-ATP) by dual-template in one pot. Influence of the amount of structure-directing agent, hexadecyl trimethyl ammonium bromide (CTAB), on hierarchical pore structure and crystal morphology was systematically investigated. The results showed that the hierarchy factor (HF) had a good linear dependence on CTAB amount when it was between 0.01 and 0.03 g or 0.05 and 0.07 g. XRD revealed that the crystal morphology transferred from ZSM-5 to (H)ZSM-11 when CTAB amount ranged from 0.03 to 0.05 g. These results indicated that the ratio of micropore and mesopore could be controlled by CTAB amount when preparing hierarchical zeolites by this method. (H)ZSM-11 zeolites, prepared with 0.05 g of CTAB, exhibited a high specific surface area (SBET=432.02 m2/g), a large total volume

分子筛实验报告

分子筛的合成、表征及性能研究 姓名好 班级：好 学号：好 2014年12月31日

一、实验目的 1.了解分子筛的主要特点和用途； 2.了解水热法的主要特点和一些基本实验操作； 3.掌握X 射线衍射表征方法的原理及实验操作； 4.掌握氮气吸附法测多孔材料孔结构参数的原理及操作； 5.掌握沸石分子筛化学组成的测定方法； 6.通过比较、分析不同类型分子筛在离子交换、吸附性能上的差异。 二、实验设计思路 三、实验原理 分子筛材料，广义上指结构中有规整而均匀的孔道，孔径为分子大小的数量级，它只允许直径比孔径小的分子进入，因此能将混合物中的分子按大小加以筛分；狭义上分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成。 分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛。按孔道大小划分，小于2 nm 称为微孔分子筛，2～50 nm 称为介孔分子筛，大于50 nm 称为大孔分子筛。按照分子筛中硅铝比的不同，可以分为A 型(1.5～2.0)，X 型(2.1～3.0)，Y 型(3.1～6.0)，丝光沸石(9～11)，高硅型沸石(如ZSM －5)等，其通式为：MO.Al2O3.xSiO2.yH2O ，其中M 代表K 、Na 、Ca 等。商品分子筛常用前缀数码将晶体结构不同的分子筛加以分类,如3A 型、4A 型、5A 型分子筛等。4A 型即孔径约为4A ；含Na+的A 型分子筛记作Na-A,若其中Na+被K+置换,孔径约为3A ，即为3A 型分子筛；如Na-A 中有1/3以上的Na+被Ca2+置换,孔径约为5A ，即为5A 型分子筛。X 型分子筛称为 13X （又称Na-X 型）分子筛；用Ca2+交换13X 分子筛中的Na+，形成孔径为9A 的分子筛晶体，称为10X （又称Ca-X 型）分子筛。 A 型分子筛结构，类似于NaCl 的立方晶系结构，如将NaCl 晶格中的Na+和Cl-全部换成β笼，并将相邻的β笼用γ笼联结起来，就会得到A 型分子筛的晶体结构；X 型和Y 型分子筛结构类似于金刚石的密堆立方晶系结构，如以β笼这种结构单元取代金刚石的碳原子结点，且用六方柱笼将相邻的两个β笼联结，就得到了X 和Y 型分子筛结构；丝光沸石型分子筛结构，没有笼，是层状结构，结构中含有大量的五元环，且成对地连在一起，每对五元 合成 材料 组成、结构 性能 硅铝比 结构导向剂 介孔分子筛 A 型 沸石分子筛X 型 Y 型 氧化硅介孔 M m/2O ·Al 2O 3·nSiO 2·xH 2O 微孔 大分子吸附 小分子吸附 离子交换

HZSM-5分子筛硅铝比对催化氯甲烷偶联制备低碳烯烃性能的影响

HZSM-5分子筛硅铝比对催化氯甲烷偶联制备低碳烯烃性能 的影响 荆开石;崔咪芬;费兆阳;陈献;汤吉海;乔旭 【摘要】采用硅铝比(n(SiO2)/n( Al2O3))分别为25、38、50、80、200和300的HZSM-5分子筛作为催化氯甲烷偶联制备低碳烯烃(MeXTO)的催化剂,系统地考察HZSM-5分子筛的硅铝比、结构与表面性质对催化性能的影响.利用X线衍射仪(XRD)、N2吸附-脱附、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和O2程序升温氧化( O2-TPO)对催化剂进行表征.结果表明:随着硅铝比的增加,分子筛表面的中强酸酸量逐渐降低,酸强度也逐渐减弱,氯甲烷的转化率逐渐降低,而低碳烯烃的总选择性逐渐增大,催化剂的稳定性也逐渐增强,其中,硅铝比为80的HZSM-5分子筛因具有较适宜的表面酸强度和酸量,催化性能最优.在反应温度450 ℃、空速2. 45 h-1下,氯甲烷的转化率达到92. 9%,低碳烯烃的选择性达78. 3%,反应稳定性达28 h. 【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》 【年(卷),期】2018(040)005 【总页数】6页(P14-19) 【关键词】氯甲烷;HZSM-5分子筛;低碳烯烃;硅铝比 【作者】荆开石;崔咪芬;费兆阳;陈献;汤吉海;乔旭 【作者单位】南京工业大学化工学院,江苏南京 210009;南京工业大学化工学院,江苏南京 210009;南京工业大学化工学院,江苏南京 210009;南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京 210009;南京工业大学化工学院,江苏南京

210009;南京工业大学化工学院,江苏南京 210009;南京工业大学化工学院,江苏 南京 210009;南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京 210009 【正文语种】中文 【中图分类】TQ032.4 低碳烯烃(乙烯、丙烯和丁烯)是化工行业的基础原料,在化工生产中占据极其重要的地位。传统的低碳烯烃生产主要依靠催化裂解重油和蒸气裂解石脑油[1]。随着石 油资源日趋短缺,石油价格大幅度提高,石油路线制备低碳烯烃在未来发展中必将受 到限制。因此,寻求非石油路线制备低碳烯烃具有重要的战略意义[2]。天然气作为 一种清洁能源,全球储量非常丰富,可供人类开采3 130 a,未来有望替代石油资源成 为化工行业最理想的基础原料[3]。 天然气的主要成分是CH4,质量分数为83%～99%。以CH4为原料制备低碳烯烃 的路径包括:CH4氧化偶联制备低碳烯烃,此路径反应温度高,转化率低[4];甲烷蒸气 重整制合成气再经甲醇制备低碳烯烃,此路径中重整制合成气的过程能耗高,成本极 大[5]；CH4经中间产物氯甲烷催化偶联制备低碳烯烃,因该反应条件较温和,引起 了国内外研究者的极大关注[6-8]。此过程分两步反应进行:CH4与O2、HCl发生 氧氯化反应合成氯甲烷;氯甲烷催化偶联制备低碳烯烃。 ZSM-5分子筛因具有较大的比表面积和独特的孔道结构而广泛应用于化工过程[9]。目前,已在甲醇制烯烃(MTO)和甲醇制丙烯(MTP)中表现出较好的催化性能[10-11]。潘红艳等[12]研究了不同硅铝比ZSM-5分子筛对催化甲醇制烯烃性能的影响,随着硅铝比的增加,分子筛的酸强度逐渐减弱,而低碳烯烃的选择性逐渐增大，其中,硅铝比为360的ZSM-5分子筛的MTO催化性能最佳,乙烯+丙烯的选择性达69.7%。将HZSM-5分子筛用于催化氯甲烷偶联制备低碳烯烃(MeXTO)工艺,无论从学术角