负载Pt介孔LTA型沸石的合成与表征

介孔沸石为微孔分子筛晶化墙壁的介孔材料,它既解决了微孔材料的扩散问题又具有较强的稳定性和酸强度,集成了介孔材料以及微孔沸石的优点。另外,负载金属材料是一类非常重要的加氢催化剂,具有很高的加氢脱芳烃活性。本课题就是集成了两种材料的优点,合成了负载Pt的介孔LTA型沸石。 本论文采用水热合成法一步合成介孔LTA型沸石和负载Pt介孔LTA型沸石,并通过XRD、N2吸附-脱附、SEM、TEM和TG等分析手段对合成材料进行表征,所得结论如下： 1.以Na2Si03·9H20为硅源,TPTAC或TPOAC为有机硅烷表面活性剂成功地合成介孔NaA型沸石。实验证明n(表面活性剂)/n(SiO2)在0-0.08范围内,都能形成NaA型沸石；并且随着n(表面活性剂)/n(SiO2)的增大BET比表面积变大,介孔体积增大,孔径增大,以TPTAC为有机硅烷表面活性剂,BET比表面积最大为147m2/g,以TPOAC为有机硅烷表面活性剂,BET比表面积最大为164m2/g。SEM表明样品表面有虫蠕状介孔 2.以TEOS为硅源,TPTAC为硅烷表面活性剂成功地合成介孔NaA型沸石。实验表明n(TPTAC)/n(SiO2)在0-0.10范围内,都能形成NaA型沸石。并且随着n(TPTAC)/n(SiO2)的增大,介孔体积增大,BET比表面积增加到244 m2/g后不再增大,n(TPTAC)/n(SiO2)在0.04～0.08范围内孔径为4.6nm, n(TPTAC)/n(SiO2)为0.10时孔径增大为5.7nm。另外,加料顺序对孔结构有很大的影响,先加TPTAC后加TEOS更有利于造介孔。SEM和TEM图进一步证明了样品单晶内存在明显的穿晶介孔 3.对不同硅源合成的介孔NaA型沸石进行了比较。TEOS合成的样品BET比表面积(244 m2/g)大于Na2SiO3合成的样品的BET比表面积(147 m2/g),而且孔径比Na2SiO3合成的样品的小且分布窄。由热重可得到,以TEOS为硅源时,连到NaA沸石骨架表面的TPTAC比以Na2SiO3为硅源多。连到NaA沸石骨架表面的TPTAC的多少直接影响BET比表面积的大小。 4.以TEOS为硅源,TPOAC为硅烷表面活性剂成功地合成介孔NaA型沸石。实验表明表明n(TPOAC)/n(SiO2)在0-0.12范围内,都能形成NaA型沸石；另外,升高温度和提高碱度能减少晶化时间,但温度太高、碱度过高容易生成方钠石杂晶。N：吸附脱附说明样品具有介孔材料,并且随着n(TPOAC)/n(SiO2)的增大,介孔体积先增大后减小,最大可达到0.59 cm3/g;BET比表面积也是先增大后减小,最大可达到212m2/g；介孔孔径随着n(TPOAC)/n(SiO2)的增大而增大。SEM和TEM图进一步证明了样品单晶内存在明显的穿晶介孔 5.以TPTAC为硅烷表面活性剂,Na2SiO3·9H2O为硅源成功地合成负载Pt介孔NaA型沸石。实验表明加入Pt(NH3)4Cl2后出现了Pt晶体的衍射峰,最佳硅铝比为1.1724,晶化时间为17-21h；加入Pt(NH3)4Cl2量的增加,A型沸石的各晶面的衍射峰下降,最终衍射峰完全消失；加入TPTAC量增加,A型沸石衍射峰下降,Pt(111)晶面的衍射峰升高。另外,样品随着n(Pt(NH3)4Cl2)/n(Al2O3)的增大,BET比表面积减小,介孔孔容减小,介孔孔径减小。PtA沸石的吸附脱附等温线不存在滞后环,说明PtA沸石晶体内不存在介孔。随着n(TPTAC)/n(SiO2)的增大,BET比表面积增大,介孔孔容增大,介孔孔径减小。SEM图表明合成负载Pt中孔A型沸石表面具有虫蠕状的介孔孔洞。H2-TPD谱图表明n(Pt(NH3)4Cl2)/n(Al203)增大,峰强度变小,并且脱附温度前移；出现了γ和δ两种脱附峰,即对应Pt金属Pt-H和Pt-H-Pt两种吸附态。 6.以TPOAC为硅烷表面活性剂,Na2SiO3·9H2O为硅源成功地合成负载Pt介孔NaA型沸石。实验表明合成样品为NaA型沸石,并且加入Pt(NH3)4Cl2后出现了Pt峰；24h晶化完全,一般晶化时间为24-32h；加入Pt(NH3)4Cl2量的增加,A型沸石的各晶面的衍射峰下降,最终衍射峰完全消失；加入TPOAC量增加,A型沸石衍射峰下降,Pt(111)晶面的衍射峰升高；焙烧温度越高,Pt峰越高。N：吸附脱附说明样品具有介孔材料,并且随着n(Pt(NH3)4Cl2)/n(Al203)的增大,BET比表面积增大,介孔孔容几乎不变,介孔孔径几乎不变,分布在3.5nm左右；随着n(TPTAC)/n(SiO2)的增大BET比表面积增大,介孔孔容增大,介孔孔径减小。SEM图表明合成负载Pt中孔A型沸石表面具有虫蠕状的介孔孔洞。H2-TPD谱图表明n(Pt(NH3)4Cl2)/n(Al203)增大,峰强度变小,并且脱附温度前移；出现了γ和δ两种脱附峰,即对应Pt金属Pt-H和Pt-H-Pt两种吸附态。