MFI结构分子筛和无序介孔材料合成中聚醚化合物的影响

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分子筛的合成常采用季铵碱、季铵盐及胺等模板剂,由于这些含氮模板剂在分子筛合成及后处理中极易造成生产成本高和环境污染等问题,因此,绿色环保的聚醚化合物受到广泛关注。聚醚化合物是由碳氢氧元素构成,具有一定的与金属离子络合能力、很好的水溶性及丰富的分子构型等特性,能较好地满足分子筛及多孔材料合成要求。本文主要围绕聚醚化合物对MFI分子筛及无序介孔材料合成的影响等方面展开研究,本文的主要工作分为以下三部分:第一部分重点考察聚醚化合物对分子筛合成的影响。对比研究了模板剂种类、硅铝比、钠硅比、聚合物用量和聚合物分子量等因素对分子筛形貌和性能的影响,并利用聚醚化合物成功地调控了分子筛生长。尝试剖析了聚乙二醇调变分子筛生长的机理。最后,将聚乙二醇应用到镁碱沸石合成体系中,考察聚乙二醇对FER型分子筛合成及性能的影响。第二部分主要研究聚醚化合物对钛硅分子筛的合成及其催化性能的影响。以无机含钠的硅源及无机钛源为原料,以较低成本合成了高活性的TS-1分子筛。硅铝合成体系中聚乙二醇能与Na+发生络合作用,促进分子筛的晶化。在钛硅分子筛的合成中希望利用聚乙二醇和Na+离子的络合作用,避免钛物种中毒,促进钛加入分子筛骨架。在TS-1分子筛的合成研究中,考察了硅钛无定形凝胶(滤饼)的制备及预处理、水硅比、碱硅比、硅钛比等合成参数,得到了含钠体系下高活性TS-1分子筛的最合理的制备条件,降低了生产成本,并提高了合成效率。此外,探讨了合成碱度条件和各种聚醚化合物对钛硅分子筛合成及催化性能的影响。第三部分探索以亲水性的聚乙二醇为模板剂导向合成无序介孔材料的新途径。利用水溶性聚乙二醇与硅物种在聚合过程中的相对亲水-疏水性差异控制合成中的相分离,成功地合成了具有XRD小角衍射峰的无序介孔材料。分析了酸类型、PEG分子量和温度等因素对介孔材料合成的影响。通过调变老化方式、酸浓度、端羟基羧基化等方法手段改善介孔的有序性,并对该体系中介孔的来源进行了一定的分析。
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