合成ni-ti-beta分子篩的研究論文(已修改)
2025-07-09 23:57 本頁(yè)面
【正文】 畢業(yè)論文合成NiTiBeta分子篩的研究摘要：分別以白炭黑(二氧化硅)為硅源、四乙基氫氧化銨為模板劑、硫酸鈦為鈦源、六水氯化鎳為鎳源、氫氧化鈉為礦化劑，采用水熱法合成了NiTiβ沸石。探討了合成條件對(duì)NiTiβ沸石形成的影響。運(yùn)用XRD、IR、SEM和TG/DSC等測(cè)試技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行了表征和測(cè)定。結(jié)果表明，按下列化學(xué)組成配制初始反應(yīng)混合物：n(SiO2): n(NiO): n(TiO2): n[(TEA)2O]: n(H2O): n(Na2O)= 60: (～): (1～2): (15～18): (500～700): (～)，將所得膠狀物質(zhì)轉(zhuǎn)入帶聚四氟乙烯襯里的20ml不銹鋼反應(yīng)釜中，在413K的溫度下晶化12d，可制備出NiTiβ沸石，所合成的樣品具有BEA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，結(jié)晶良好，Ti和Ni原子進(jìn)入了沸石骨架。關(guān)鍵詞： 水熱合成；沸石； 分子篩；NiTiβ沸石The Research of Synthesizing NiTiBeta Molecular Sieve Zhou Shun ，Chemistry ，Grate 2004Abstract: NiTiBeta zeolite has been hydrothermally synthesized by using fumed silica (SiO2) as the silica source,tetraethyl ammonium hydroxide as the template ,titanium sulfate as the titanium source,nikelous chloride with six waters as the nickel source and sodium hydroxide as the mineral agent. The effects of various factors on synthesis of NiTiβ zeolite have been samples synthesized have been characterized by XRD、IR、SEM andTG/DSC to evaluate the structure of the products 。The experimental results indicate that NiTiβzeolite can be synthesized from the original mixture with the mole ratio of n(SiO2): n(NiO): n(TiO2): n[(TEA)2O]: n(H2O): n(Na2O)= 60: (～): (1～2): (15～18): (500～700): (～)，and the Ni and Ti atoms present in the framework of the zeolite .Key words: hydrothermally synthesis，zeolite，molecular sieve，NiTiBeta zeolite 前言 歷史回顧分子篩的傳統(tǒng)概念是指由硅氧四面體和鋁氧四面體通過(guò)共用氧橋相互連接成的具有規(guī)則孔道和籠形結(jié)構(gòu)的一類(lèi)陰離子硅鋁酸鹽。它的由來(lái)可追溯至1756年，瑞典礦物學(xué)家Cronsted, [1]，他在對(duì)其進(jìn)行加熱分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其具有獨(dú)特的起泡沸騰現(xiàn)象，便稱(chēng)這種礦石為沸石。自此以后，天然沸石就成為地質(zhì)學(xué)和礦物學(xué)方面的重要研究對(duì)象。隨著地質(zhì)勘探工作和礦物研究工作的不斷開(kāi)展，人們發(fā)現(xiàn)天然沸石的品種越來(lái)越多，認(rèn)識(shí)也越來(lái)越深刻。早期研究發(fā)現(xiàn)，沸石礦物具有可逆脫水作用，即沸石脫水后又能重新吸水，同時(shí)人們還注意到沸石在加熱脫水過(guò)程中，透明度和結(jié)晶形狀不改變，沸石中的陽(yáng)離子能被其他金屬陽(yáng)離子取代下來(lái)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)沸石能吸附一定直徑大小的流體分子，而幾乎不吸附直徑更大的其它流體分子，故又將其稱(chēng)之為沸石分子篩或簡(jiǎn)稱(chēng)分子篩。根據(jù)天然沸石的這些性質(zhì)，開(kāi)始把它們當(dāng)作吸附劑、干燥劑使用，以及利用它們來(lái)分離大小不同的各種流體分子。隨著人們對(duì)天然沸石認(rèn)識(shí)的不斷深入，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，由于天然沸石不能滿(mǎn)足大規(guī)模的工業(yè)需要，因此，開(kāi)始了人工合成研究。沸石的合成工作從19世紀(jì)中期開(kāi)始，由于最初發(fā)現(xiàn)天然沸石存在于地下深部的火山巖孔洞中，從而推斷它們是在高溫高壓水熱條件下形成的，因此，初期的沸石合成工作，都是模擬地質(zhì)上生成沸石的環(huán)境，采取高溫水熱合成技術(shù)，合成溫度均很高，雖然成功地合成出了幾種沸石，但要在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)高溫高壓的操作工藝，當(dāng)時(shí)是比較困難的。后來(lái)在一些沉積巖中發(fā)現(xiàn)了大量的天然沸石，由于這些礦床多在地表附近，所以又推斷它們可以在不太高的溫度和壓力下生成，人們便進(jìn)行了大膽的試探，采用低溫水熱合成技術(shù)進(jìn)行沸石的合成工作。1948年美國(guó)聯(lián)合碳化物公司（UCC）的Milton和Breek等發(fā)明了適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的沸石合成方法，在溫和的水熱條件下（大約100℃和水自身壓力）成功地合成出了沒(méi)有天然對(duì)應(yīng)的沸石：A型沸石。19571959年之間又合成了類(lèi)似天然八面沸石結(jié)構(gòu)的X型和Y型分子篩。1960年Sand等合成了Zeolon分子篩[2]。1971年Ueda和Flanigen合成了含磷和含鈹?shù)姆肿雍Y。1977年Flanigen等合成了全硅型分子篩 “Silicalite”。1980年Taramasso等人合成了NU5，NU13型雜原子分子篩。1982年美國(guó)UCC（聯(lián)合碳化公司）Wilson與Flanigen等首次報(bào)道合成了20余種新型非硅鋁骨架的磷酸鋁系列ALPO4n[3]分子篩，從而打破了分子篩由硅氧四面體和鋁氧四面體組成的傳統(tǒng)概念。1985年裘世綸教授在氟離子存在下的體系中合成出了許多雜原子ZSM5型分子篩，并系統(tǒng)地研究了合成規(guī)律和合成影響因素以及雜原子的微孔結(jié)構(gòu)環(huán)境，此后雜原子MZSM5（M= Cu[4]、V[5]﹑Ti 、Fe[6]﹑Ga﹑Ge﹑Mo、Sn﹑W﹑Ni﹑Ca﹑In﹑La[7]等）的合成研究不斷見(jiàn)諸于報(bào)道，雙雜原子ZSM5分子篩(TiFe ZSM5[8]、TiMn ZSM5[9]、TiMn ZSM5[10])也陸陸續(xù)續(xù)報(bào)道。特別是上世紀(jì)六十年代開(kāi)始，沸石在石油工業(yè)催化領(lǐng)域的應(yīng)用激勵(lì)促進(jìn)著合成方面的研究，在許多活躍的研究領(lǐng)域中，沸石型新材料的合成和生成機(jī)理研究一直是重要課題，沸石及有關(guān)材料的合成進(jìn)展很快，每年都有新的結(jié)構(gòu)和新材料被發(fā)現(xiàn)，這方面的研究，不但是出于學(xué)術(shù)興趣，而且也是由于不斷發(fā)現(xiàn)新應(yīng)用的促進(jìn)作用。β分子篩最早于1967年由美國(guó)Mobil公司的Wadlinger等[11]首次采用水熱法合成，合成條件為：晶化溫度75~200℃，晶化時(shí)間3~60d，硅源采用硅溶膠。β分子篩的合成標(biāo)志著第二代沸石分子篩—高硅沸石的開(kāi)始，但由于當(dāng)時(shí)未能合成出β分子篩的單晶，其晶體結(jié)構(gòu)在隨后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間一直未能解決，故β分子篩的研究工作沉寂了近二十年之久，直到1985年Rubin發(fā)表專(zhuān)利，提出了β分子篩在石油化學(xué)工業(yè)低壓加氫、脫臘、裂解、烯烴或芳烴異構(gòu)化等許多重
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