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小晶粒SAPO-11分子筛的合成、表征与异构化性能研究

张胜振;陈胜利;董鹏;袁桂梅

  SAPO-11分子筛在润滑油的异构脱蜡工艺中表现出明显的优势。小晶粒的分子筛载体可以提高外比表面积,增加外表面处的孔口数量,从而提高分子筛的比活性;有利于缩短反应物及产物分子的扩散路径,降低扩散的限制。因此,合成小晶粒分子筛成为目前研究的热点领域。本论文在常规静态水热法的基础上,仅通过调整反应物凝胶的老化条件和原料配比,制备了亚微米级晶粒尺寸的SAPO-11分子筛并对其正十六烷的临氢异构化性能进行了研究。1小晶粒SAPO-11分子筛的合成分别用拟薄水铝石(含Al_2O_3 70%)、酸性硅溶胶(含SiO_2 25%)或正硅酸乙酯、磷酸(含H_3PO_4 85%)作为铝源、硅源和磷源,以二正丙胺和二异丙胺的混合物为模板剂,制备了摩尔比例为1.0P_2O_5:1.0Al_2O_3:0.4SiO_2:1.0(DPA+DIPA)的反应物。然后,将此反应物凝胶于130-175℃条件下静态老化1-6h,最后于190℃条件下老化24h。反应产物经洗涤干燥后得到SAPO-11分子筛原粉。2实验结果与讨论从不同老化温度和老化时间对合成小晶粒SAPO-11分子筛的影响结果可知,适宜的老化时间是制备小晶粒SAPO-11分子筛的关键因素。较短的老化时间不能得到纯的SAPO-11分子筛产品,而较长老化时间处理后制备的SAPO-11分子筛样品却具有较大的颗粒尺寸。相同反应物凝胶分别经130℃、150℃和175℃老化处理后制备了晶粒尺寸不同的小晶粒SAPO-11分子筛,老化处理温度越低越有利于生成更多分子筛晶核,合成的小晶粒SAPO-11分子筛尺寸越小。由传统静态水热法制备的常规SAPO-11分子筛和经老化处理后静态水热合成的小晶粒SAPO-11分子筛的XRD谱图可知,小晶粒SAPO-11分子筛具有与常规SAPO-11分子筛相同的晶相结构和相当的结晶度。SEM表征结果说明,常规SAPO-11分子筛晶粒为5-15μm的球形颗粒聚集体,且粒度分布不均匀,而小晶粒SAPO-11分子筛的形貌呈立方体晶形,晶粒尺寸大小为400-500nm,且粒度分布较窄。孔结构表征结果表明,小晶粒SAPO-11分子筛的总比表面积和外比表面积均明显增加,尤其是外比表面积增加了近一倍,而微孔表面积相差并不大。常规SAPO-11分子筛载Pt和小晶粒SAPO-11分子筛载Pt催化剂的正十六烷临氢异构化反应评价结果说明,相同反应条件下,以小晶粒SAPO-11分子筛为载体的催化剂与以常规SAPO-11为载体的催化剂相比,不仅正十六烷异构化反应的转化率有大幅度提高,而且异构化的选择性也得到的明显改善,表现出了良好的长链烷烃异构化性能。……