TAPO-5分子筛及其膜的合成

论文摘要

磷酸铝分子筛具有分子尺度均匀而规则的孔道结构，起筛分分子的作用，且有化学稳定性好、热稳定性好、机械强度高等优点，在吸附分离、催化剂等领域有巨大的应用潜力。负载在无机多孔载体上的磷酸铝分子筛膜，用于工业过程时能大大提高产物分离率和选择性，在连续分离、膜反应器、化学传感器等领域有光明的应用前景。TAPO-5分子筛不仅具有上述优点，更因Ti原子的可变价性质，在有H2O2参与的一系列氧化反应中表现出优异的催化性能。虽然已有很多关于AlPO4-5分子筛膜的报道，但尚未见有关TAPO-5分子筛膜的公开报道。本文采用原位水热法和蒸汽辅助凝胶转化法合成TAPO-5分子筛及其膜。采用原位水热法时，研究了pH、晶化温度和晶化模式等合成条件对TAPO-5分子筛合成的影响；分别用TiO2、MnO2和SiO2对载体进行改性处理，探讨载体改性对TAPO-5分子筛膜合成的影响。采用蒸汽辅助凝胶转化法时，研究了凝胶的老化模式、晶化模式、晶化时间和HF的添加等合成条件对TAPO-5分子筛合成的影响；在SiO2改性载体上合成TAPO-5分子筛膜，与原位水热法合成的分子筛膜作了对比，并研究了老化模式、晶化时间和HF的添加对TAPO-5分子筛膜合成的影响。合成的样品用XRD、SEM和UV-Vis进行表征。结果表明：用原位水热法合成TAPO-5分子筛及其膜时，pH值和晶化温度影响TAPO-5分子筛的形貌和Ti原子存在状态，动态晶化模式只影响形貌，对Ti原子存在状态无影响；TiO2改性载体不利于TAPO-5分子筛膜的生长，MnO2改性载体上的分子筛膜呈一定c向有序性，SiO2改性载体上合成了连续的TAPO-5膜。凝胶转化法比原位水热法晶化时间短，合成的TAPO-5分子筛晶粒小得多，且有利于钛原子进入骨架。凝胶的老化和动态晶化影响分子筛的形貌但不影响钛原子存在状态，HF的加入不利于钛原子进入骨架。采用蒸汽辅助凝胶转化法以及对凝胶进行老化，有利于形成交联性的分子筛膜。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 分子筛概述
• 1.1.1 分子筛的结构
• 1.1.2 分子筛的合成
• 1.1.3 分子筛的应用
• 1.2 磷酸铝分子筛及其膜概述
• 1.2.1 磷酸铝分子筛
• 1.2.2 磷酸铝分子筛膜
• 1.3 TAPO-5 分子筛的研究进展
• 1.3.1 杂原子的同晶取代机理
• 1.3.2 TAPO-5 分子筛的合成
• 1.3.3 TAPO-5 分子筛的应用
• 1.4 TAPO-5 分子筛膜的研究进展
• 1.5 本课题的选题意义及结果
• 第二章 实验方法
• 2.1 实验试剂与仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 TAPO-5 分子筛及分子筛膜的合成
• 2.2.1 原位水热法合成 TAPO-5 分子筛
• 2.2.2 原位水热法合成 TAPO-5 分子筛膜
• 2.2.3 凝胶转化法合成 TAPO-5 分子筛
• 2.2.4 蒸汽辅助凝胶转化法合成 TAPO-5 分子筛膜
• 2.3 TAPO-5 分子筛及分子筛膜的表征
• 第三章 原位水热法合成 TAPO-5 分子筛及分子筛膜
• 3.1 引言
• 3.2 合成条件对合成 TAPO-5 分子筛的影响
• 3.2.1 溶胶稳定性的影响因素
• 3.2.2 合成条件对合成 TAPO-5 分子筛的影响
• 3.3 载体改性对合成 TAPO-5 分子筛膜的影响
• 2O₃载体'>3.3.1 Al₂O₃载体
• 2-Al₂O₃载体'>3.3.2 TiO₂-Al₂O₃载体
• 2-Al₂O₃载体'>3.3.3 MnO₂-Al₂O₃载体
• 2-Al₂O₃载体'>3.3.4 SiO₂-Al₂O₃载体
• 3.4 本章小结
• 第四章 凝胶转化法合成 TAPO-5 分子筛及分子筛膜
• 4.1 引言
• 4.2 合成条件对合成 TAPO-5 分子筛的影响
• 4.2.1 老化模式
• 4.2.2 晶化模式
• 4.2.3 晶化时间
• 4.2.4 HF 的添加
• 4.3 合成条件对蒸汽辅助凝胶转化法合成 TAPO-5 分子筛膜的影响
• 4.3.1 蒸汽辅助凝胶转化法和原位水热法的对比
• 4.3.2 老化模式
• 4.3.3 晶化时间
• 4.3.4 HF 的添加
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录