SAPO-34分子筛的合成与表征

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甲醇制取低碳烯烃(MTO)反应是最有可能替代石油路线生产低碳烯烃的新兴工艺路线。催化剂研究是MTO反应的核心。SAPO-34分子筛作为MTO反应的催化剂,具有极高的甲醇转化率和优异的乙烯、丙烯选择性,但是由于反应过程中SAPO-34分子筛表面容易形成积碳,堵塞孔道,导致催化剂寿命短。如何提高催化剂抗积碳能力以延长催化剂寿命成为MTO反应的研究热点。本论文工作采用水热合成法合成SAPO-34分子筛,致力于减小SAPO-34分子筛粒径,以达到延长催化剂寿命的目的。以四乙基氢氧化铵(TEAOH)与三乙胺(TEA)为复合模板剂合成了SAPO-34分子筛,使用XRD、SEM、BET比表面积测定等技术对合成的分子筛进行表征。结果表明,以TEAOH为模板剂合成的SAPO-34粒径最小,其平均粒径小于1μm;以TEA为模板剂合成的SAPO-34粒径最大,其平均粒径为15μm;当TEAOH/TEA=0.15时,合成的SAPO-34分子筛具有最高的结晶度、最大的比表面积,其粒径大小为1.5μm。采用廉价的三乙胺为单一模板剂,考察了SiO2含量、水含量、模板剂用量、晶化时间、晶化温度以及搅拌对合成SAPO-34分子筛的影响,使用XRD、SEM、BET比表面积测定等技术对合成的分子筛进行表征。结果表明,当摩尔配比为n(Al2O3): n(P2O5): (SiO2): (TEA): n(H2O) = 1.0: 1.0: 0.6: 3.0: 50,晶化温度为200°C,晶化时间为48h时,合成的SAPO-34分子筛具有最高的结晶度,其平均粒径为7μm。以三乙胺为模板剂,进一步考察了晶化前在不同温度下进行长时间搅拌对合成SAPO-34分子筛的影响。XRD、SEM等表征结果表明,晶化前在不同温度下进行长时间搅拌,合成的分子筛晶型较为规整,且在150°C、搅拌8h时,合成的分子筛具有最高的结晶度以及最小的粒径,分别为100%和2.5μm。
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