2001年11月第32卷第6期内蒙古大学学报(自然科学版)ActaScientiarumNaturaliumUniversitatisNeiongolM2001Nov..Vol32No.6CuKΑ辐射,Ni滤波片,40kV,40mA.1.3ICP法分析硅铝比Ξ文章编号:1000-1638(2001)0620628206相对体系总碱度均为二级反应.(1.内蒙古大学化学化工学院,内蒙古呼和浩特010021;2.南开大学化学系,天津300071)Β沸石是由美国Mobil公司在1967年研究成功〔1〕属于立方晶系,晶胞参数为1.204±,0.014nm.它具有与X、型等大孔分子筛相近的对正己烷、环己烷和水的吸附能力〔2〕但比Y型分,Y子筛有更高的硅铝比.对其结构及表面酸性的研究已有相关报道〔3～5〕作为分子筛催化材料可用于低,压加氢裂解、加氢导构化、脱腊、芳构化、烯烃或芳烃异构化、烃类转化(如甲醇转换为烃类)等〔6～8〕本.文工作采用水热法,在Na2O2SiO22l2O32TEAOH22O体系中合成Β沸石,系统地研究了合成体系AH中各因素对晶化过程和产物的影响,对Β沸石的合成规律加以阐述.1实验部分1.1Β沸石的合成合成实验是在50ml不锈钢反应釜中进行.原料为氢氧化钠(试剂级)、无定型硅胶(自制)、偏铝(自制)、(TEAOH、)、酸钠四乙基氢氧化铵工业级蒸馏水.根据一定的配料要求,将需要量的各反应物料依次投入反应釜中,室温搅拌成胶,升温静置晶化,至晶化完全后,离心分离,洗涤,烘干,即得Β沸石晶粉.1.2X2射线衍射分析(XRD)用日本理学DMAX2A型X射线粉末衍射分析仪鉴定物相;在2Η为2420°～之间连续扫描积分,测定相对结晶度;在2Η为40～12°之间用0.01°进行阶梯扫描,选取相对独立峰测定晶胞参数.采用ICP22000型元素扫描分析仪.所测样品为经550℃焙烧脱胺,后用0.3N盐酸反复交换至钠含量低于0.03%(wt)的HΒ沸石.收稿日期:2001201210基金项目:国家自然科学基金资助项目作者简介:王克冰(1962),男,南开大学化学系物理化学专业硕士毕业.～样品先以氢氟酸溶解,煮沸以赶尽硅组分,然后加硝酸,煮沸.冷却后在分析仪上定量测定铝含摘要:采用水热法,在Na2O2SiO22l2O32TEAOH2H2O体系中合成Β沸石,研究了各种因素A关键词:Β沸石;合成;成核;晶化中图分类号:O643文献标识码:A(硅铝比、碱度、水含量、铵浓度、钠含量等)对晶化过程和产物性质的影响.XRD法测定物相、相对结晶度及结构参数,ICP法分析组成.给出了合成Β沸石适宜的反应配料组成范围,得到其表观成核活化能和晶化活化能分别为50kJ?mol-1和101kJ?mol-1,成核和晶体生长阶段Β沸石的合成王克冰1,项寿鹤2Ξ第6期王克冰,项寿鹤Β沸石的合成629量,减量法求得硅含量,进而求得硅铝比(SiO2Al2O3).2结果与讨论2.1Β沸石的物相品合成配料摩尔比为:TEA+SiO2=0.28,OH-SiO2=0.24,SiO2Al2O3=100,H2OSiO2=14,晶化温度为150℃,晶化时间为14.5h).2.2Β沸石合成过程中的影响因素2.2.1投料硅铝比(Si2Al2O3)的影响取投料硅铝比分别为60、100和250,晶化温度均为150O℃,其相应的晶化动力学曲线如图2所示.图1Β沸石的XRD图由图2可见,随着投料硅铝比的提高,诱导期和晶化期都缩短,硅铝比主要影响诱导期,如投料硅比更有利于成核.铝比分别为60和250时,它们的诱导期分别为12.5h和4.0h,晶化期分别为5.5h和2.8h,高硅铝不同投料硅铝比与相应产物的性质列于表1.由表1可得,投料硅铝比在254500范围内,均可合成出Β沸石.投料硅铝比低时(25100),产～～物硅铝比高于投料硅铝比;投料硅铝比高时(2504500),产物硅铝比低于投料硅铝比,说明低硅铝比～投料时,硅的利用率高,而在高硅铝比投料时,硅的利用率低,在投料硅铝比为∞,即合成体系中无铝=0.161nm,Χl2O=0.175nm),硅铝比提高,晶胞中铝的相对量减少,即Al2键减少,相应的Si2键AOO时,得不到Β沸石,即纯硅Β沸石不能形成,这一点与在无铝情况下也能形成纯硅ZSM25沸石有明显不同〔9〕随着产物硅铝比的提高,晶胞参数a0逐渐减小,这是因为Si2键和Al2键的键长不同(Χ2O;SiOO增加,导致晶胞发生收缩现象.在以下考察合成体系中各种因素对Β沸石晶化过程的影响时,如无特别说明,均采用投料硅铝Fig.1XRDpatternofzeoliteΒ取晶化样品作X