介孔分子筛催化剂的及应用绪论.ppt

介孔分子筛催化剂的研究及应用 沸石分子筛的基本结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体， 硅氧四面体和铝氧四面体，它们通过氧桥相互联结成环 环上每一个顶点表示一个硅铝氧四面体（硅铝原子在顶点，氧原子在棱上）。 各种环连接成笼(cage) 沸石分子筛催化剂 优点 强酸性（催化活性） 很好的离子交换性能 较好的热稳定性和水热稳定性 缺点 微孔孔道带来了沸石分子筛催化过程中的扩散限制。 由于其较小的孔道尺寸，并不适合于含有较大分子尺寸化合物或生物大分子的催化和吸附过程，从而限制沸石分子筛的应用范围 介孔分子筛催化剂合成 1 介孔SAPO-11的制备 通过温和酸处理，向SAPO-11 引入介孔结构 称取一定量的原粉（SAPO-11），置于不同浓度的草酸溶液中 草酸浓度为0.1 mol/L, 0.2 mol/L, 0.4 mol/L, 0.6 mol/L 草酸溶液与SAPO-11按10:1比例，分别称取50ml草酸溶液与5g SAPO-11，置于200ml的反应釜中，在90℃条件下，搅拌1h。 最终获得的样品分别记为 SAPO-11-0.1、SAPO-11-0.2、 SAPO-11-0.4 、SAPO-11-0.6 与SAPO-11 原粉相比，经处理后的SAPO-11 样品的总体尺寸和形态并没有发生明显变化。酸处理后，可以看到更多的SAPO-11纳米颗粒。其中，变化最为明显的是SAPO-11-0.6，该样品的许多纳米颗粒从母体上剥离出来，导致形貌特征发生较大变化(与XRD表征图相符） 尽管SAPO-11 原粉的晶体结构得到了保持，但是之后N2吸附-脱附实验证实了介孔的形成 由图可知，SAPO-11经草酸处理后形成的介孔结构较为明显。与SEM结果相类似，样品的边沿部分首先发生熔化。在经草酸处理后的SAPO-11样品的TEM图中，很清晰地看到了晶内介孔的形成。介孔的大小与草酸的浓度密切相关，伴随着草酸浓度的增加，介孔的孔径逐渐变大，也就是说，样品的被腐蚀程度增加。 与SAPO-11 相比，SAPO-11-0.2 催化热解木质素的产物中，双环和三环的芳烃物质大量增加，这可能是SAPO-11-0.2 较大的孔径所致。 主要内容 研 究 背 景 催 化 剂 制 备 催 化 剂 表 征 生物质催化热解 总 结 近年来，生物质能的开发与利用受到人们的广泛关注，生物质快速热解制生物油作为转化技术之一，为解决液体燃料短缺问题提供了可选择的途径。 提升生物油品质的最有效方法之一 生物油精制 催化剂 催化热解 催化加氢 高压 氢气 催化剂 负载金属的双功能催化剂 Co-Mo、Pt、Pd 常压 不需氢 费用低 金属氧化物 金属盐 分子筛催化剂 催化剂 催化热解精制生物油最常用的催化剂 沸石分子筛构成 沸石分子筛构成 沸石分子筛构成 介孔材料 比表面积大、孔径较大而且均匀， 在有大分子参加的催化反应中显示出特别优异的催化性能 改进手段 通过酸处理或碱处理沸石晶体引入介孔（2-50 nm） 合成含有介孔结构的沸石分子筛 根据国际纯粹与应用化学协会(IUPAC)的定义， 孔径小于2纳米的孔称为微孔； 孔径大于50纳米的孔称为大孔； 孔径在2到50纳米之间的称为介孔 生物质催化热解 催化剂制备 催化剂表征 我们选用的是SAPO-11分子筛 SAPO分子筛的组成元素有Si、Al、P和 O 是由SiO2、Al02-、P02+三种四面体单元构成的微孔型晶体 催化剂表征 X射线衍射（XRD） 扫描电子显微镜（SEM） 透射电子显微镜（TEM） 电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES） ICP-OES ：电感耦合等离子体发射光谱仪 XRD X射线衍射光谱仪Bruker D8 ADVANCE Cu KQ射线源 管电压40 kV 管电流 40 mA 扫描范围 2θ= 0°~ 5°、5°~ 45° SEM 通过日本日立高新技术株式会社的S-4800冷场发射扫描电子显微镜完成样品的扫描电镜分析，操作电压为10Kv。 (A) SAPO-11 (B) SAPO-11-0.1 (C) SAPO-11-0.2 (D) SAPO-11-0.6 TEM 通过日本高新技术株式会社的H-7650电子显微镜完成样品的透射电镜分析，操作电压为100 kV。 (A) SAPO-11 (B) SAPO-11-0.1 (C) SAPO-11-0.2 (D) SAPO-11-0.6 在77K下N2吸附等温线 样品的N2吸附等温线和BET比表面积测定用 Micromeritics ASAP2020M+C吸附仪液氮温度（77K）下测定