研究揭示本征介孔沸石酸位点调控机制
沸石分子筛作为石油化工和精细化学品合成中广泛应用的固体酸催化剂,其催化性能受到传统微孔结构的限制。近年来,研究者虽已开发出多种超大孔沸石材料,但普遍存在水热稳定性差或难以引入活性铝中心等问题,制约了其在大分子催化中的应用。 中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究团队此前报道了一种新型沸石材料ZMQ-1。该材料具有28元环介孔通道(约2.3×1.2nm),兼具沸石的晶体酸性和介孔结构的可及性。然而,其合成过程中使用的含磷有机模板剂在煅烧后仍可能残留,影响材料性能,相关机制尚不明确。 针对该问题,研究团队联合国际团队,系统阐明了ZMQ-1中残留磷物种对材料酸性和孔道结构的影响机制,并实现了酸性位点的精准调控。研究综合运用固体核磁共振、原位红外光谱、氩气物理吸附及密度泛函理论计算等手段,揭示了不同焙烧和后处理条件对残留磷去除效率及酸性位点可及性的影响。实验表明,动态真空焙烧可去除约90%的残留磷,而采用氯化铵或硝酸铯溶液洗涤,......阅读全文
研究揭示本征介孔沸石酸位点调控机制
沸石分子筛作为石油化工和精细化学品合成中广泛应用的固体酸催化剂,其催化性能受到传统微孔结构的限制。近年来,研究者虽已开发出多种超大孔沸石材料,但普遍存在水热稳定性差或难以引入活性铝中心等问题,制约了其在大分子催化中的应用。 中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究团队此前报道了一种新型沸石材料Z
科学家合成多种有序介孔沸石材料
6月30日,记者从上海交通大学获悉,该校金属基复合材料国家重点实验室车顺爱课题组与瑞典科学家合作,在合成有序介孔沸石材料方面取得突破性成果。相关成果发表于《自然—通讯》杂志。 沸石分子筛材料具备有序的微孔结构、大的比表面积、较高的水热和热稳定性、丰富的骨架酸中心等优异性能,因此在工业催化等领域
概述沸石分子筛的展望
近年来,沸石分子筛由于具有独特的性能,已经在吸附分离、催化等领域取得了广泛的应用。但是对某些沸石分子筛的性能优劣问题认识不够深入,有的甚至还很肤浅,为了更加有效地发挥沸石分子筛在吸附分离、催化领域应用的优势,要注意以下几个方面的工作: 1)研制价格低廉的沸石分子筛,以降低生产成本为目的; 2
概述沸石分子筛的结构
沸石分子筛材料的广泛应用(例如:吸附分离、离子交换、催化),是与其结构特点密不可分的。例如,吸附分离性能取决于分子筛的孔道和孔体积的大小;离子交换性能取决于分子筛中阳离子的数目、位置及其孔道的可通行性;催化过程中表现出的择形性与分子筛的孔道尺寸、走向相关,而催化反应中的中间产物以及最后产品和分子
沸石分子筛的结构特点
结构单元首先从最简单的基本结构单元进行研究。通常来讲,沸石分子筛都是一个个四面体通过共用顶点来堆积得到的,所以一个四面体就是一个初级的结构单元(TO4四面体)。例如:对于silicalite-1沸石分子筛来讲,它的初级结构单元是硅氧四面体([Si O4]0),并且这个四面体结构单元呈现电中性,这些硅
沸石分子筛材料的应用特点
沸石分子筛广泛应用(例如:吸附分离、离子交换、催化),是与其结构特点密不可分的。例如,吸附分离性能取决于分子筛的孔道和孔体积的大小;离子交换性能取决于分子筛中阳离子的数目、位置及其孔道的可通行性;催化过程中表现出的择形性与分子筛的孔道尺寸、走向相关,而催化反应中的中间产物以及最后产品和分子筛的孔道维
沸石分子筛的主要应用介绍
干燥及净化领域的应用(1)脱水。利用低硅铝比的沸石分子筛(如 A型,X型等)的极性亲水性,可以进行空气的干燥。另外近年来将乙醇掺入汽油中替代部分汽油受到广泛重视,作为燃料的乙醇要求其中的水含量低于 0.8%,而由于乙醇和水的共沸,使得通过精馏只能得到 95%的乙醇,对于含水量较低的乙醇脱水,沸石分子
关于沸石分子筛的性能介绍
吸附性能沸石分子筛的吸附是一种物理变化过程。产生吸附的原因主要是分子引力作用在固体表面产生的一种“表面力”,当流体流过时,流体中的一些分子由于做不规则运动而碰撞到吸附剂表面,在表面产生分子浓聚,使流体中的这种分子数目减少,达到分离、清除的目的。由于吸附不发生化学变化,只要设法将浓聚在表面的分子赶跑,
沸石分子筛合成的影响因素
水热合成法是在沸石分子筛合成中最常用和最有效的途径,深入研究分子筛水热合成的主要困难是对分子筛的生成机理了解的还不够清楚。但是,对于沸石分子筛的合成来说无论哪种生成机理,其晶化过程都要经历相同的基本步骤:多硅酸盐与铝酸盐的再聚合、分子筛成核、核生长、分子筛晶体的生长以及引起的二次成核。为了很好的控制
人造沸石与自然沸石
人造沸石,也叫合成沸石。是人工合成的无机离子交换剂,可用于水的软化、海水脱盐和纯水制造等。有碳酸钠、苛性钾、长石、高岭石等混合并熔融后制得的具有不规则结构的产物。因其功能与天然沸石相似,故称人造沸石,也叫合成沸石。人造沸石是一种人工合成的无机离子交换剂,用于水的软化、海水脱盐和纯水制造等。我国合成沸
南京大学马年首篇顶刊!NJU120家族加入新成员
稳定的超大孔沸石分子筛在大分子催化和分离领域具有重要应用价值,但目前大多数材料仍局限于微孔尺度,从而限制了其在大分子底物中的应用。南京大学化学学院黎建特聘研究员团队通过构筑大体积的双季磷盐结构导向剂,成功创制本征全结晶介孔孔道的36元环硅铝/硅钛沸石分子筛NJU120-6。(Science发刊!他们
简述沸石分子筛的催化性能
沸石分子筛具有独特的规整晶体结构,其中每一类都具有一定尺寸、形状的孔道结构,并具有较大比表面积。 大部分沸石分子筛表面具有较强的酸中心,同时晶孔内有强大的库仑场起极化作用。这些特性使它成为性能优异的催化剂。 多相催化反应是在固体催化剂上进行的,催化活性与催化剂的晶孔大小有关。沸石分子筛作为催
沸石分子筛在催化领域的应用
沸石分子筛具有复杂多变的结构和独特的孔道体系,是一种性能优良的催化剂。ZSM -5 与Y型沸石分子筛共同作用应用于 FCC 反应,以获得较高产率的汽油、丙烯和丁烯。MCM -22 沸石分子筛在烷基化反应上具有显著的优势,例如 MCM -22 作为液相烷基化催化剂催化苯和乙烯反应制备乙苯,不仅提高
概述沸石分子筛的合成机理
对于沸石分子筛的形成及其生长机理的深入研究有助于人们更好的设计合成新型沸石分子筛拓扑结构、扩展沸石分子筛材料合成新路线、开发沸石分子筛材料的新性质及新用途。尽管沸石分子筛的发展已经有许多年了,但是对于它的合成机理方面一直未有一个真正的定论。研究分子筛的晶化机理即具有十分重要的理论意义,也对合成新
沸石分子筛的双相转变机理简述
在人们对于沸石分子筛晶化究竟是通过液相转变机理还是通过固相转变机理争执不清时,八十年代之后,又有科学家提出了双相转变的机理。双向转变机理认为液相转变和固相转变同时存在沸石分子筛晶化过程中,既可以分别发生在两种晶化反应体系中,也可以同时发生在一个体系中。 Gabelica等人从对ZSM-5分子筛
概述沸石分子筛的吸附性能
沸石分子筛的吸附是一种物理变化过程。产生吸附的原因主要是分子引力作用在固体表面产生的一种“表面力”,当流体流过时,流体中的一些分子由于做不规则运动而碰撞到吸附剂表面,在表面产生分子浓聚,使流体中的这种分子数目减少,达到分离、清除的目的。 由于吸附不发生化学变化,只要设法将浓聚在表面的分子赶跑,
常用吸附剂介绍沸石分子筛
沸石分子筛又称合成沸石或分子筛,其化学组成通式为:[M2(Ⅰ)M(Ⅱ)]O.Al2O3.nSiO2. mH2O式中M2(Ⅰ)和M(Ⅱ)分别为为一价和二价金属离子,多半是钠和钙,n称为沸石的硅铝比,硅主要来自于硅酸钠和硅胶,铝则来自于铝酸钠和Al(HO)3等,它们与氢氧化钠水溶液反应制得的胶体物,经干
沸石分子筛的固相转变机理
固相转变机理是由Flanigen和Breck首次提出的,也是最早提出的沸石分子筛晶化机理。他们认为: 在沸石分子筛的整个晶化过程中只是凝胶固相本身在水热条件下产生,然后直接进行硅铝酸盐骨架的结构重排,进而导致了沸石分子筛的成核和晶体的生长,而在沸石分子筛晶化过程中既没有凝胶固相的溶解,也并没有
概述沸石分子筛合成的影响因素
水热合成法是在沸石分子筛合成中最常用和最有效的途径,深入研究分子筛水热合成的主要困难是对分子筛的生成机理了解的还不够清楚。但是,对于沸石分子筛的合成来说无论哪种生成机理,其晶化过程都要经历相同的基本步骤:多硅酸盐与铝酸盐的再聚合、分子筛成核、核生长、分子筛晶体的生长以及引起的二次成核。为了很好的
碱度对沸石分子筛合成的影响
沸石合成大都是在碱性条件下合成的,最常见的碱是无机碱氢氧化钠。我们通常用Na2O/SiO2来表示体系的碱度。一般而言,碱度增加,硅铝原料的溶解度增加,硅铝酸盐聚合度降低,使溶液中的过饱和度增大,从而加快成核速度,结果缩短了诱导期,使之晶化速度加快。此外,增大碱度时会使最终产品的粒子变小并且粒径分
沸石分子筛的结构单元介绍
首先从最简单的基本结构单元进行研究。通常来讲,沸石分子筛都是一个个四面体通过共用顶点来堆积得到的,所以一个四面体就是一个初级的结构单元(TO4四面体)。例如:对于silicalite-1沸石分子筛来讲,它的初级结构单元是硅氧四面体([Si O4]0),并且这个四面体结构单元呈现电中性,这些硅氧四
沸石分子筛的液相转变机理介绍
液相转变机理首先由Kerr和Ciric提出,与固相转变机理的提出几乎是在同一个时期。他们认为:沸石分子筛晶体的成核和生长是在溶液中直接进行,初始凝胶慢慢的溶解到溶液中,生成了活性物种硅铝酸根离子,然后再发生缩合,慢慢的形成了沸石分子筛所需要的结构单元,再进一步生成了沸石分子筛。 首先,沸石分子
简述陈化对沸石分子筛合成的影响
从原料的均匀混合到升温晶化前的静止过程,这一个阶段被叫做陈化。在陈化过程中,凝胶的组成、结构都是会发生变化的,陈化过程有时甚至是缓慢的成核过程,导致分子筛生长周期的缩短。最为典型的例子是在合成FAU分子筛时使用的Y导向剂就需要所有反应物混合均匀后室温陈化,这是因为导向剂经过陈化产生了微小的沸石晶
沸石分子筛的离子交换性能介绍
通常所说的离子交换是指沸石分子筛骨架外的补偿阳离子的交换。沸石分子筛骨架外的补偿离子一般是质子和碱金属或碱土金属,它们很容易在金属盐的水溶液中被离子交换成各种价态的金属离子型沸石分子筛。 离子在一定的条件下,如水溶液或受较高温度时比较容易迁移。在水溶液中,由于沸石分子筛对离子选择性的不同,则可
简述沸石分子筛的次级结构单元
分子筛的骨架结构由初级结构单元进行有限或者无限的连接后而形成的。有限的结构单元,如次级结构单元通常是指由TO4四面体通过共同使用定点的氧原子,从而按照不同的连接方式组成的多元环结构,比较常见的环结构如四元环、五元环、六元环、双四元环和双六元环。现在所发现的为18种次级结构单元。例如4-4次级结构
沸石分子筛在催化领域的应用介绍
沸石分子筛具有复杂多变的结构和独特的孔道体系,是一种性能优良的催化剂。ZSM- 5 与Y型沸石分子筛共同作用应用于 FCC 反应,以获得较高产率的汽油、丙烯和丁烯。MCM- 22 沸石分子筛在烷基化反应上具有显著的优势,例如 MCM- 22 作为液相烷基化催化剂催化苯和乙烯反应制备乙苯,不仅提高了乙
硅铝比对沸石分子筛合成的影响
反应物的起始硅铝比对最终的反应产物有很大的影响,但是这两者又没有一定的对应关系。一般而言低硅铝比的LTA分子筛、SOD分子筛、FAU分子筛等都是从低的硅铝比和高的碱度的原始投料体系中晶化而得的。对于ZSM-5,Beta等这类高硅沸石往往都是从高的投料硅铝比以及低碱度的原始投料中获得的。通常而言,
新型沸石分子筛合成领域取得突破性进展
在化学世界里,有一种叫做“沸石分子筛”的材料,利用其微小的孔洞,能够精确地筛选出我们需要的分子,在化工、能源和环保等多个领域发挥着重要作用。但传统沸石分子筛的微孔尺寸均小于2纳米,无法处理大尺寸大分子。近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所科研团队成功合成了一种全新的沸石分子筛—ZMQ-1(青能所
沸石分子筛在干燥及净化领域的应用
(1)脱水。利用低硅铝比的沸石分子筛(如 A型,X型等)的极性亲水性,可以进行空气的干燥。另外近年来将乙醇掺入汽油中替代部分汽油受到广泛重视,作为燃料的乙醇要求其中的水含量低于 0.8%,而由于乙醇和水的共沸,使得通过精馏只能得到 95%的乙醇,对于含水量较低的乙醇脱水,沸石分子筛吸附脱水是最优
沸石分子筛催化反应机制研究取得进展
碳正离子是分子筛催化碳氢化合物转化的关键反应中间体,在分子筛催化过程中,原料或催化剂再生过程中常含有微量氧气,其对催化反应的作用机制尚不明晰。近日,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院团队,揭示了微量分子氧可明显改变分子筛孔道限域环境中关键反应中间体——碳正离子的反应路径,进而调控甲醇制碳氢化合物