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《催化材料导论 教学课件 作者 韩巧凤 卑凤利 编著第三章.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第三章分子筛催化剂催化剂材料基础分子筛的分类3.2分子筛的合成3.3概论3.1第三章分子筛催化剂分子筛的结构3.4分子筛的吸附性能3.6分子筛的催化性能3.7分子筛的特征与改性3.5第一节概论根据分子聚集状态的不同，物质可分为气体、液体和固体。不同的分子，其大小，形状和极性是不同的。经典的沸石组成可表示为：Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y]zH2O第二节分子筛的分类按分子筛的发展历史及Si/Al比高低划分，主要类型见表3-1。分子筛还可按照孔径大小分类，如微孔、小孔、中孔、介孔（2-50nm）。表3-1.分子筛的分类Si/A
2、l举例热稳定性亲水性酸强度1-1.52-510-100∞磷铝分子筛介孔分子筛A,XMZSM-5硅沸石APO，SAPOSBA-15，MCM-41≤--600亲水--憎水中等亲水弱-强弱弱,中强弱第二节分子筛的分类表3-2若干沸石分子筛的化学式名称化学式AMXYZSM-51.0（+/-）0.2Na2O•Al2O3•1.85（+/-）0.5SiO2•(0-6)H2O1.0（+/-）0.1K2O•Al2O3•2.0（+/-）0.1SiO2•xH2O1.0（+/-）0.2Na2O•Al2O3•2.5（+/-）0.5SiO2•(0-8)H2O0
3、.9（+/-）0.2Na2O•Al2O3•(3-6)SiO2•(0-9)H2O0.8（+/-）1.0Na2O•Al2O3•(20-60)SiO2•xH2O第三节分子筛的合成12合成方法影响合成的因素3模板剂在分子筛合成中的作用一、合成方法传统分子筛的合成技术是以合成化学创始人Barrer于1940年所开创的水热合成法为基础，多数分子筛都是在非平衡条件下生成的亚稳相。因此，虽然合成实验步骤很简单，但由于(a)过渡胶态相的生成；(b)亚稳相的转化；(c)反应物溶解速度的影响；(d)核晶的敏感性等，使得合成化学变得非常复杂。二、影响合成的
4、因素1．原料原理上可以形成分子筛的组成体系有：（1）M4+O2--M23+O3体系，如Si-Al，Si-B等（2）M4+O2--M4+O2体系，如Si-Ti，Si-Zr等（3）M13+M25+O4体系，如AlPO4等二、影响合成的因素2．pH的影响3．温度图3-1不同晶化温度下合成的SAPO-34的XRD图(a)453K,(b)473K,(c)523K,(d)553K,(e)573K,(f)603K.二、影响合成的因素图3-2不同晶化温度下合成的SAPO-34的SEM图S1:473K晶化48h,S2:573K晶化2h.二、影响合成的
5、因素4．晶种5．晶化时间6．阳离子类型7.焙烧条件的影响8.其他因素三．模板剂在分子筛合成中的作用模板剂的提出是在1961年,Barrer和Denny将有机季铵碱引入沸石合成体系,全部或部分地取代无机碱,合成得到了系列高硅铝比和全硅沸石分子筛[9]。图3-3SAPO-34的NH3-TPD图n(TEA)/n(TEA+DEA)的量，A：1.0,B：0.7，C:0.5,D:0.3,E:0.1,F:0.三．模板剂在分子筛合成中的作用1、模板作用2、结构导向作用3、空间填充作用4、平衡骨架电荷第四节分子筛的结构12基本概念几种典型沸石分子筛的
6、结构一．基本概念构成分子筛骨架的基本单元是TO4四面体(T=Si，Al或其它元素)（图3-4），(被称为一级结构单元)，在TO4四面体相互联结时有如下特点：四面体中每个氧原子是共用的；(2)相邻的两个四面体间只能共用一个氧原子；(3)两个铝氧四面体不能直接相连。一．基本概念图3-4硅酸盐的基本结构(a)一维链状，（b）、（c）二维片状一．基本概念图3-5沸石分子筛的几种结构单体二、几种典型沸石分子筛的结构1.八面沸石类图3-6几种八面沸石类分子筛的拓扑学结构二、几种典型沸石分子筛的结构2．ZSM-5，11的结构图3-7ZSM-5，1
7、1的结构模型二、几种典型沸石分子筛的结构3.APO,SAPO分子筛的结构图3-8APO，SAPO分子筛的结构模型第五节分子筛的特征与改性12分子筛的特征分子筛的改性概述3ZSM-5分子筛的改性一、分子筛的特征1.分子筛的骨架结构、组成和性能图3-9孔径大小与扩散系数的关系1:容积扩散，2:努森（Knudson）扩散，3:构型扩散.一、分子筛的特征2.同晶交换图3-10NaY沸石中Na+的位置一、分子筛的特征3．结构缺陷(1)羟基的形成。(2)堆积缺陷。(3)包藏离子。(4)水合解离。(5)骨架元素空位。(6)阳离子移位。(7)骨架中
8、断。二、分子筛的改性概述1．分子筛孔径的精密调节(1)交换不同半径阳离子(2)利用化学沉积法(CVD)调节分子筛孔径图3-11SiHZSM-5上二甲苯异构体分布图3-12不同Ge沉积量HM的NH3-TPD图二、分子筛的改性概述2．表面
