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1、水解对MCM—41分子筛的结构破坏作用Ⅷ...一…报INo.2272～276水解对MCM一41分子筛的结构破坏作用c=)Gj(,笔熹釜.要滋摘要详细考察了SiMCM一41,A1MCM一41和HAIMCM一41在不同环境中的水解和结构破坏情况.空气和水燕汽中短期高温焙烧对全硅型SiMCM一41的结构影响较小,但在潮湿空气中长期放置可囡si—O—si键发生水解而造成结构的严重破坏.AIMCM一41的抗水解能力优于SiMCM.41的?但囡其结构中包含一定量的Na离子,降低了高温焙烧时结构的热稳定性和水热稳定性.HA1MCM?41的热稳定性和水热稳定性均优
2、于A1MCM一41.分子筛水热晶化过程中的盐折效应被证实是导致AIMCM一41和HA1MCM-41抗水解能力增强的原因,因此在合成原料中加盐可显着改善MCM一41分子筛的抗水解能力和稳定性.关键词MCM-41t水解.稳定性,盐效应分粪号∞.俺锦催廊'I.'近年来,新型介孔分子筛MCM一41的研究已引起人们的重视,因其具有高比表面和均一的六方排列的介孔孔道,对大分子的吸附和催化转化具有广阔的应用前景.全硅MCM一41具有很高的热稳定性和水热稳定性,但在沸水溶液中会因水解而引起结构破坏0].本实验室发现全硅MCM一41在潮湿空气中,即使在室温下也会发
3、生水解反应,造成其介孔结构缓慢地解体,影响样品测试数据的重复性和实用性.为掌握导致这类材料结构破坏的主要因素,并提出改进措施,本文考察了SiMCM一41,AIMCM一41和质子交换的HAIMCM一41在不同的环境中的稳定性与水解反应的关系,研究了晶化过程中的盐效应对样品稳定性的影响.1实验部分1.1样品的合成SiMCM一41参照文南方法制备.以硅酸钠水溶液,25的十六烷基三甲基溴化铵水溶液(CTAB)和去离子水为原料,按n(SiOz):n(CTAB):n(HO)=1:0.5:60配料,搅拌均匀后用2mol/LHzSO调节pH=10.5,然后装入不锈
4、钢反应釜中,于373K下恒温放置144h后取出,用水反复洗至pH=7,自然晾干,在813KN气氛中焙烧1h,再在空气中焙烧6h.AIMCM一41参照文献"方法制备以硅酸钠,CTAB,10四甲基氢氧化铵水溶液(TMAOH)和硫酸铝为原料,将CTAB和TMAOH水溶液在室温剧烈搅拌下加入到硅酸钠溶液中,然后滴加硫酸铝溶液.原料混合物的组成为:n(SiO)t(cTAB);(TMAOH):n(Al,O0tnH2O一1:0.25t0.24}0.033:60.将原料混合物转入不锈钢反应釜中,于373K恒温加热24h后取出,加人2mol/LHzSO.调节pH为1
5、1,重复加热24h和调pH值2收藕日期,1998—03?10.联系^:高滋.第—作者李惠云,女,34岁.讲师t河南安阳鼻范专科学校访甸学者*国采●登计划项目贳助课题.No+2孛惠云等:水解时MCM一41分子筛的结构破坏作用273次,再加热24h得到产物.产物用水反复洗至pH=7,自然干燥后,于813K空气气氛中焙烧6h.HA1MCM一41由AIMCM一41在368K下与0.1mol/LNH.C1溶液多次离子交换,并于773K焙烧12h制得.1.2仪器XRD测试在RigakuD/MAX—IA型x射线粉末衍射仪上进行,4OkVx20mA,CuKa靶.样
6、品的比表面和孔体积在MicromeriticsASAP2000物理吸附仪上测得.MASNMR谱由MSL一300核磁共振仪(BRUKER公司)得到,"AIMASNMR谱的共振频率78.205MHz,谱宽15625Hz,脉冲宽度0.8s,脉冲阃隔500uns,转速4000r/rain,以AI(HzO)为参考标准;SiMASNMR谱的共振频率59.627MHz,谱宽16667Hz,脉冲宽度3.5s,脉冲阃隔3nls,转速4000r/min,以TMS为参考标准.2结果与讨论2.1介孔分子筛样品的表征siMcM一41,A1MCM一41和HAIMCM一41的X
7、RD图谱见图1谱线a.SiMCM一41和ALM—CM一41的图谱上除了很强的主衍射峰(100)#F,在3.～6.范围内的3个小峰清晰可辨,说明样品的有序度较高.HA~CM一41的主衍射峰仍然很尖锐,但3个小峰可辨程度变差,表明经质子交换后样品的有序度咯有下降.Fl窖?1XRDi~lttemof'mmFltsm0sample}.1adesieeator^t.3mmaths}c+laair,r.t.,3momhs}d+ba,1073K,4h}^Ineam,1073K,4h?hWBi~r,383K,6h.3种样品的化学组成和织构参数列于表1.AIMCM一
8、41的比表面和孔容比sMcM一41的小,而其孔径和壁厚则略大.虽然HAIMCM一41的比表面,孔容,孔径和壁厚均比AIMC
