多级孔道丝光沸石分子筛的合成与表征

多级孔道沸石分子筛同时具有沸石分子筛和介孔材料的优点,具有很高的酸性、水热稳定性及介孔结构,可以在保持良好择形性能的同时具有很好的传质能力,被认为是最有竞争力的催化材料,有望在重油裂化、大分子催化等领域发挥重大作用。 本文以丝光沸石（MOR）为研究对象,首先确定了常规丝光沸石的最佳合成条件,在此基础上探索了不同硅铝比（Si/Al）丝光沸石在酸性条件下的脱铝规律,然后分别采用硬模板法和沸石分子筛硅铝源法水热合成了多级孔道丝光沸石分子筛。主要结论如下: （1）随着晶化时间的延长和晶化温度的升高,丝光沸石的结晶度逐渐增大,最佳晶化时间为24 h、晶化温度为175℃;沸石凝胶的陈放时间对丝光沸石晶体的结晶度和形貌影响不大;投料Si/Al对丝光沸石的形貌有很大影响,Si/Al=5时得到的是纳米团聚体,Si/Al=15时得到的是圆盘状晶体,且Si/Al低时形成丝光沸石所需的时间相对较短;H2O/SiO2对丝光沸石的形貌也有很大影响,H2O/SiO2=16.7时丝光沸石晶体具有规则的六棱柱结构。 （2）投料Si/Al高,沸石骨架Si/Al不一定高;盐酸溶液不是一定会对丝光沸石的骨架造成破坏;和MFI型沸石分子筛碱性条件下脱硅时骨架Al原子对沸石分子筛中的Si原子具有保护作用类似,酸性条件下丝光沸石的骨架Si原子对沸石分子筛中的Al原子也起到保护作用;酸处理对丝光沸石的酸性能够产生一定程度的影响。 （3）以碳纳米管为模板可以合成介孔丝光沸石;以多孔炭为模板,在先混合硅源和碳源再加铝源的情况下,得到的是纳米丝光沸石团聚体,纳米晶体的大小约为200 nm;同样以多孔炭为模板,在先制备沸石凝胶再加碳源的情况下,得到的却是具有中空结构的介孔丝光沸石单晶,空腔尺寸约为8μm,壁厚约为1μm,晶体壁中介孔的尺寸为9 nm左右,材料的BET为358.1 m2/g;中空介孔丝光沸石真正结合了丝光沸石的酸性优势和介孔的孔道优势。 （4）室温下2.0 mol/L的NaOH溶液30 min内不能破坏丝光沸石的骨架结构;所用的碱液浓度越高,沸石的骨架结构遭到的破坏程度就越大,同时形成的介孔分子筛衍射峰的强度就越大;复合分子筛是同时具有微孔、介孔和大孔的三级孔道结构分子筛;低碱浓度下得到的复合分子筛MOR/MCM-41（0.5）基本保留了原丝光沸石晶体的规则形貌,其BET为355.6 m2/g,同时它还具有较高的水热稳定性和酸性,水热处理100 h后仍然保留介孔结构。