在较短结晶时间和少量模板剂的条件下SAPO-11的合成,表征,和催化性能研究-个人翻译.doc

在短结晶时间和少量模板剂条件下获得SAPO-11的合成，表征， 和催化性能 摘要 一个以经过较短晶化时间的凝胶与含模板剂较少的凝胶为原料合成SAPO-11的实验结果显示，可以在较短晶化时间（4小时）内获得高纯度高结晶度的SAPO-11。随着在1-0.3molDPA/molAl2O3范围内减少模板剂的用量，有必要更换铝源和硅源以及改变晶化时间和温度以获得SAPO-11相。1-丁烯的转换试验中，关于在已确定的最佳条件下合成的SAPO-11，可以得到一个相似的现象。在以渗满铂的SAPO-11为催化剂的戊烷转化试验中，在经典合成条件下经说小时晶化所获得的SAPO-11性能最好。 关键词：合成，SAPO-11,晶化 1. 介绍 SAPO分子筛最初由Lok et al.[1]报道的，当时主要展现了它在酸催化氧化反应中的催化性能。这些固体也用作石蜡C7-C15加氢异构化反应中具有金属相的双官能催化剂的酸性载体[6-8]以及丁烯和戊烷的脱氢异构化的催化剂[9-11]。这种晶体是硅离子(Si4+)引进磷酸铝分子筛的结果。正如磷酸铝分子筛的微观结构，SAPO是一种具有不同孔径(4到8A0)的微孔结构。 SAPO-11是一种磷酸硅铝类具有AEL结构的分子筛，微观分子组成了交错的椭 0圆型一维十孔道结构（孔大小为6.3×3.9A）正交晶系，经典的晶胞结构参数为 a=12.5A0；b=18.7A0；c=8.45A0。 酸性和催化性能主要取决于硅的含量以及它在晶体结构中的位置。当一个硅原子被引进假想的AlPO4结构中磷的位子（所谓的SM2机制）时，将产生一个B酸中心， 若同时用两个硅原子置换一对Al+P（SM3）在结合SM2，也将会产生B酸中心，但后者每个硅原子框架结构将少产生一个酸中心。 SAPO分子筛通常在自生压力下采取水热合成的方法制备。SAPO的最终结构取决于各种因素，比如，原料类型，物料配比以及精华时间和温度。在作SAPO的合成凝胶准备时，模板剂是一种必需品，它指导晶体朝着已定的构型合成。在SAPO-11的合成中，用二丙胺（DPA）作为模板剂。一个经典的SAPO-11的合成配比是Al2O3∶P2O5∶0.3SiO2∶DPA∶50H2O,并在200℃下结晶24小时。胺类Al2O3以及P2O5的比例为1∶1 大约占凝胶总重的30％，胺在凝胶成型中起到模子的作用并被包围在多空结构之中，随后会在空气流中煅烧而被除掉。在我们实验室以前所做的工作中，能够以经典的合成条件下在较短时间内获得SAPO-11（胺与三氧化二铝的比例为0.3比1）。模板 剂的减少，结晶时间的缩短，有利于在更大范围内推广SAPO-11的合成。这种催化实验可应用于正丁烯的间异构化和戊烯的脱氢异构化。 2. 实验 2.1合成和表征 下列原料用于合成：氢氧化铝，异丙醇铝，磷酸，二丙胺，含二氧化硅40%（质量分数）的硅胶，以及白炭黑和蒸馏水。为了合成凝胶，先将铝源溶解于磷酸溶液然后将胺与硅源依次加入，在室温下搅拌成均匀混合物，相对于每步1到2小时而言，总共搅拌时间为3小时或6小时。再将凝胶转移到100ml的内衬特氟隆高压釜并在150或190℃下加热结晶0到120小时。 最终凝胶的组成和其他合成条件列于表1,实验1利用了SAPO-11的一种经典的合成条件；实验2通过改变DPA的量来改变凝胶的摩尔组成；在实验3中，铝源和硅源发生了改变，同时改变了总搅拌时间与凝胶的摩尔组成，实验4和5是在实验1和3的合成条件下进行的，他们分别设定了不同的晶化时间，但都使用了容积为1L的反应器。由离心机离心所获得的固体产物经蒸馏水清洗后再在80℃下干燥一夜。为了除去胺，再在500℃的起始温度下静态煅烧，并且温度以5℃/min的速率下降，当温度降到200℃时，暂停2小时此样品被称为S-11（x；yh），其中x代表相应的实验编号，y为晶化时间。例如，S-11(1,4h)所代表的相应样品为试验1晶化4小时而获得的样品。 表1 准备固体试验编号以及所需原料的配比及实验条件 采用菲利普X射线衍射仪PW1730对已准备好的固体样品做X射线衍射试验，试验条件为：CuK?射线，管流20mA，管压30kV，扫描速度为2?2?/min。范围在8到 25?2?/min的衍射线通常被用作测定固体的晶化程度。S-11(1;12h)样品被认为晶化程度达到了100%。 对于煅烧样品中铝，磷，硅元素的化学分析可以通过观察具有等离子体耦合器件的原子放射光谱仪来实现。在试验前样品要先融合偏硼酸锂并溶解在硝酸中加以稀释。在氮气的液化温度下，N2的比表面积可以通过比表面积-微孔洞测定仪2200测定，所有样品都要在350℃下经一夜预处理。在对合成的固体进行热重分析时，要用到一种带有SDT2960的TA设备2100。取20到30毫克的固体样品在干燥流