Hydrothermal Synthesis of High-Silica Mordenite by Dual-Templati...
高硅丝光沸石是一种具有重要工业应用价值的沸石材料,特别是在作为固体酸催化剂的领域中应用广泛。丝光沸石(Mordenite,简称MOR)具有两个通道体系,主通道由沿c轴排列的12元环孔道组成,而侧口袋通道则由沿b轴排列的8元环孔道构成。通常,一个理想的丝光沸石单位晶胞的化学组成是Na8[Al8Si40O96]·24H2O。 本文介绍了吕爱玲、徐浩等研究人员通过双模板法合成高硅丝光沸石的研究成果。双模板法是一种水热合成技术,采用了四甲基氢氧化铵(TEAOH)和六亚甲基亚胺(HMI)作为共结构导向剂(SDAs)。通过向凝胶中添加硝酸铵,可以在高硅条件(Si/Al比达到60)下实现丝光沸石的结晶。实验结果表明,合成的丝光沸石具有较高的结晶度,并且Si/Al比例达到了37.1。 研究中对丝光沸石中铝离子的化学配位状态进行了27Al和29Si核磁共振魔角旋转(MAS)光谱表征。表征结果表明,铝离子主要占据了框架中的四面体位置。通过13C核磁共振光谱和元素分析,研究了两种有机SDA分子在沸石晶化过程中的双重模板效应。实验发现,这两种有机SDA分子同时被整合进丝光沸石产品中,TEA+的含量占65%,HMI的含量占35%。这表明,在高硅条件下,这两种SDA在丝光沸石结构的成核和结晶过程中发挥了协同作用。 高硅丝光沸石由于其高热稳定性和独特的酸性以及大的孔隙度,被应用于气体的吸附分离或催化领域,如加氢裂解等。传统上,丝光沸石的水热合成最早由Barrer在1948年报道,之后又发展出了多种用于制备具有Si/Al比率在7.5至15之间的高硅丝光沸石的方法。本文所描述的方法在合成高硅丝光沸石方面取得了新的进展,为工业应用提供了新的可能性。 关键词涉及物理化学、丝光沸石、高硅、双模板法以及水热合成。这些关键词指明了研究的方向和内容,涉及到沸石合成中的模板效应,以及如何通过化学合成手段调控沸石的组成和结构,进而改善其工业应用性能。 在研究中,为了确保丝光沸石在催化等领域中具有良好的应用性能,需要对其微观结构和组成进行精确控制。通过双模板法所合成的高硅丝光沸石,可以针对特定的化学反应,优化孔道结构和表面酸性,从而提高催化效率和选择性。 此外,丝光沸石在水热合成过程中,模板剂的选择和使用是关键。不同模板剂的使用会对沸石的晶化过程以及最终产品的特性产生重要影响。在本研究中,通过配合适当的有机模板剂,实现了高硅丝光沸石的高结晶度合成,且模板剂分子能够在晶化过程中实现有效的协同作用,这对于设计和合成具有特定结构和功能的沸石分子筛具有指导意义。 本文介绍的双模板法合成高硅丝光沸石的研究,不仅为丝光沸石的合成提供了新的思路和方法,也为后续的工业应用提供了基础数据和理论支持。
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