论文部分内容阅读
分子筛作为最重要的分离和催化材料,在现代化学工业中起着举足轻重的作用。目前绝大多数的分子筛是经不同条件下的水(溶剂)热合成反应制得。水(溶剂)热合成反应是在一定温度(100-200℃)和压力(1-100MPa)下,在特定的密闭容器或高压釜中进行,合成过程中需要加入模板剂或结构导向剂。而采用离子液体作为分子筛合成的溶剂无需再添加模板剂；由于离子液体几乎无蒸汽压,因此,分子筛的合成反应可以在敞口容器中进行,避免了密封的高压釜中高的自发压力和蒸汽热；另外,离子液体的循环利用使其在工业应用中有更大的吸引力。因此,离子热合成法将分子筛的合成带到了一个完全崭新的领域。本文采用一步法合成溴代1-乙基-3-甲基咪唑离子液体([Emim]Br),以合成出的离子液体作为溶剂兼模板剂,用离子热合成法合成金属取代的磷铝系列分子筛MeAPO-11。以正磷酸为磷源、异丙醇铝为铝源、以HF为矿化剂,原位掺入四水乙酸锰或乙酸钴,在一定合成条件下,成功合成出金属取代的磷铝系列分子筛MeAPO-11(Me=Mn、Co)。以MnAPO-11为代表,通过元素分析(AAS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外可见光漫反射(UV-Vis)和热重-示差扫描量热(TG-DSC)等分析手段对分子筛的结构及性质进行表征,证明所合成的分子筛是金属元素取代的MeAPO-11分子筛。并且详细考察了合成条件如反应原料组成、晶化时间、晶化温度和离子液体回用等对分子筛合成的影响。通过试验和分析,分子筛的最佳合成条件为：原料配比0.06Mn(H3CCOO)2·4H2O: 1.0HF:1.0Al[OCH(CH3)2]3:1.0H3PO4:20[Emim]Br,晶化温度170℃,晶化时间65小时,离子液体回用效果良好。另外,我们试图在氯化胆碱／尿素低共熔体中合成新的分子筛物质,以低共熔体为溶剂兼模板剂,乙酸钴(或乙酸锰、钛酸四丁酯)、磷酸、氢氟酸为合成原料分别合成出(NH4)CoPO4(或者(NH4)MnPO4·H2O)分子筛和一种未知结构的钛盐分子筛。通过XRD、FT-IR、TG-DSC、SEM和EDS等分析手段对其结构和性质进行了表征。以合成(NH4)CoPO4分子筛为代表,考察了加热方式、HF用量、晶化温度等合成条件对(NH4)CoPO4分子筛合成的影响。最佳合成条件为：合成原料摩尔比为乙酸钴：H3PO4:HF:EU=1.0:2.0:x:45, EU的物质的量为氯化胆碱和尿素的物质的量之和；HF的最佳用量即x=4.23-5.70时,(NH4)CoPO4分子筛结晶度最高,晶型最好；晶化温度和晶化时间会在一定范围内影响产物晶体结构,最佳晶化温度为150-170℃；最佳晶化时间为70-75h。