介孔分子筛催化剂.ppt

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1、介孔分子筛催化剂MesoporousMolecularSieves主要内容前言介孔分子筛简介介孔分子筛的合成介孔分子筛的应用12342021/7/282一、前言国际纯粹和应用化学协会（IUPAC）的定义：介孔材料就是孔径在2-50nm的材料，介孔就是介于微孔和大孔之间。微孔(Microporous,0.3-2nm)Small(小孔)Medium(中孔)Large(大孔)Mesoporous,2-50nm(?)介孔BetterMacroporous,>50nm(?)大孔材料2021/7/2832021

2、/7/284常见多孔材料的孔分布常见多孔材料的孔分布比较2021/7/285分子筛催化剂的发展史1756年发现第一个天然沸石－辉沸石20世纪50年代，沸石的人工合成工业化20世纪60年代，第一代分子筛催化剂A型、X型、Y型、M型20世纪70年代，第二代分子筛催化剂以ZSM-5为代表的高硅、三维交叉直孔道的新结构分子筛20世纪80年代，第三代分子筛催化剂磷酸铝（AlPO4）系分子筛钛硅（TS）分子筛微孔分子筛2021/7/28620世纪90年代，中（介）孔分子筛M41S（MCM-41、MCM-48等）

3、介孔分子筛具有规整有序的孔道结构比表面积大孔径可以在1.5～10nm之间可调HMS介孔分子筛SBA介孔分子筛大孔道结构高传质性……MCM-412021/7/287二、介孔分子筛简介介孔分子筛的组成介孔分子筛特点介孔分子筛分类介孔分子筛的结构汇总介孔分子筛的表征技术2021/7/288介孔分子筛的组成按照化学组成分类，介孔材料一般可分为硅系和非硅系两大类。硅系介孔分子筛纯氧化硅（或硅酸盐）和硅铝酸盐介孔材料将Ti,Zr,V,Cr,Mo,W,Mn引入硅酸盐分子筛骨架杂原子的氧化-还原能力氧化-还原催化反

4、应活性中心稳定性的变化、亲疏水性质的变化、以及催化活性的变化等等硅系材料可于用催化，分离提纯，药物包埋缓释，气体传感等领域2021/7/289非硅系介孔分子筛主要指非硅氧化物和AlPO4材料，如WO3，Fe2O3，PbO，ZrO2，TiO2，AlPO4等过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等由于它们一般存在着可变价态，有可能为介孔材料开辟新的应用领域，展示硅基介孔材料所不能及的应用前景。SAPOs，AIPOs，MAPOs已广泛应用于吸附、催化剂负载、酸催化、氧化催化（如甲醇烯烃化、碳氢化合物氧化）等领域内

5、表面积大和孔容量高的活性炭作为主要的工业吸附剂二氧化钛基介孔材料具有光催化活性强、催化剂载容量高的特点存在稳定性问题，如能形成较稳定的介孔材料，作为催化剂和催化活性中心的载体，将发挥巨大的作用，需进一步开发和研究2021/7/2810介孔分子筛结构特点它具有以下结构特点及优点较大的比表面积和孔体积从一维到三维的高度有序的孔径分布均匀的孔道结构稳定的骨架结构均一的且在纳米尺寸上连续可调的孔径可控的形貌，如膜，片、球等可以在其骨架结构中引入活性中心，以提高它的催化活性缺点是它的孔壁一般是无定形的，酸性也

6、不如晶体骨架沸石分子筛强2021/7/2811介孔分子筛分类2021/7/2812TheM41Sfamily六方单位晶胞hexagonalunitcellMCM–41(twodimensional,p6m)立方结构cubicstructuresMCM–48(threedimensional,Ia3d)片层结构LamellarstructuresMCM–50(whichisapost-stabilizedlamellarmaterial)M41S系列介孔材料结构简图2021/7/2813MCM-41M

7、CM-41属于六方相含有规则的二维孔道阵列PossibleStructure用不同尺寸的表面活性剂分子作为模板剂孔道的尺寸可在1.5-10nm之间变化2021/7/2814MCM-41containingthreeormorelowanglepeaks(below10°2θ)thatcanbeindexedtoanhexagonalhk0latticeThisparticularsamplehasaunitcellofapproximately46Å2021/7/2815MCM-41theunifo

8、rmhoney-comblikestructure（统一的蜂巢结构）witharepeatofapproximately50ÅLatticeImageofTEM2021/7/2816MCM-48立方孔道结构(Ia3d)2021/7/2817MCM-48TheX-raydiffractionpatternconsistsofseveralpeaksthatcanbeassignedtotheIa3dspacegroup.2021/7/2818MCM-502021/7/2