一維孔結構沸石的傳質特性研究.pdf

1、近年來，絲光沸石和EU-1沸石因其獨特的結構優(yōu)勢和優(yōu)良的水熱穩(wěn)定性而在催化領域中應用廣泛，如將絲光沸石應用于烷烴與芳烴異構化領域，將EU-1沸石用作二甲苯異構化反應催化劑等。這兩種沸石分子篩在精細化工、石油化工等領域均具有潛在的巨大的應用價值。并且絲光沸石及EU-1沸石均為一維孔道結構的沸石，這種結構特色即使其具有一定的擇形選擇功能，又會衍生傳質問題而限制它們的進一步應用。因此，多級孔絲光及EU-1沸石也相繼被開發(fā)出來。
　　對于

2、一個催化反應，反應物以及產物分子的吸附與擴散在其中扮演著十分重要的角色。因此，對吸附質分子在沸石孔道內吸附與擴散性能的研究將有助于優(yōu)化催化反應過程。一些熱力學和動力學數據的計算和分析對于沸石分子篩催化劑的設計、制備以及更好的應用具有一定的指導意義。目前集中在絲光及EU-1沸石上的研究主要還是在制備及催化方面，對這種結構如此有特色的沸石，其吸附和擴散性能卻幾乎沒有相關報道。為了探究這類具有一維孔道結構的沸石，其吸附與擴散機制的獨特性，以及

3、中孔的引入對這類沸石吸附與擴散性能的影響，本文選取了甲苯及均三甲苯為探針分子，探究了多級孔絲光及EU-1沸石上的吸附與擴散性能，以期能夠為多級孔絲光及EU-1沸石的評價、應用以及制備奠定理論基礎。本論文的研究內容及主要結論如下：
　　1.甲苯及均三甲苯在多級孔絲光沸石中的吸附與擴散
　　甲苯可以吸附進入絲光沸石的微孔孔道，但是脫附異常困難，需高溫方可脫附出來。均三甲苯不能進入絲光沸石的微孔孔道，但可在多級孔絲光樣品中進行吸附

4、，說明中孔的引入有利于提高大分子的可接近性。甲苯與均三甲苯在微孔絲光沸石中的吸附主要表現為化學吸附的特征，而在多級孔絲光沸石中，為物理吸附。甲苯在絲光樣品中的TPD實驗證明了，絲光沸石中確實存在著作用力不同的兩種吸附中心，一種吸附作用力相對較弱，另一種則作用力較強。雙位Toth模型可以很好地描述甲苯在多級孔絲光沸石中的吸附行為，擬合參數表明中孔有利于促進吸附，且減弱了甲苯分子與吸附劑間相互作用力。吸附動力學實驗結果說明中孔的存在為吸附質

5、分子縮短了擴散路徑，提高了分子的傳質速率。
　　2.甲苯及均三甲苯在多級孔EU-1沸石中的吸附與擴散
　　甲苯在微孔EU-1沸石中的吸附等溫線為I型等溫線，而在對應多級孔EU-1沸石中為I型和IV型復合等溫線。均三甲苯不能進入EU-1沸石的微孔孔道，但可以進入多級孔EU-1的中孔，說明中孔的引入有利于提高大分子的可接近性。當吸附質分子僅吸附在EU-1沸石表面時，為物理吸附，而進入沸石的微孔孔道中后，由于分子受到強烈的擴散限制