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合成方法对β沸石结构、酸性和催化性能的影响
第 5 卷第 4 期过程工程学报
2005 年 8 月 The Chinese Journal of Process EngineeringAug. 2005
合成方法对β沸石结构、酸性和催化性能的影响
1,2 2 1
马骏, 王海彦, 田彦文
1. 东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳 110004;2. 辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺 113001
摘要:以粗孔硅胶为硅源,偏铝酸钠为铝源,四乙基氢氧化铵为模板剂,分别采用微波辐射法和水热法合成了β沸
石. 采用 IR,NH ?TPD 和 XRD 对β沸石样品进行表征,研究了不同制备条件对β沸石样品的相对结晶度和表面酸性
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质的影响. 在固定床反应装置上考察了β沸石样品催化裂化轻汽油的醚化活性. 结果表明,与传统方法相比,微波辐射
法合成β沸石,模板剂用量减少 25%,晶化时间缩短 36 h,脱模时间缩短 h. 微波合成样品经微波辐射脱除模板剂
所得β沸石总酸量高,B酸分布好,醚化反应活性高
关键词:β沸石;合成;微波辐射;水热法;醚化
中图分类号::A文章编号:1009?606X200504 ?0394?05
1 前言 2 实验
β沸石是四方晶系和单斜晶系共生、具有三维 12 元 原料与仪器
环孔道结构的大孔高硅沸石,孔道直径 nm × 粗孔硅胶SiO ≥95%, ω,四乙基氢氧化铵TEAOH,
2
[1]
nm,介于八面沸石与丝光沸石之间,在酸催化反应中 mol/L,工业级,偏铝酸钠[A1 O 15%~34% ω,
2 3
显示出良好的水热稳定性和抗结焦性能,受到各相关领化学试剂],氢氧化钠[≥% ω,分析纯],氯化铵化
域的广泛关注学试剂,甲醇分析纯,去离子水自制;WT ?3E型微
β沸石最早于 1967年由美国 Mobil公司首次采用水波反应系统北京美诚科贸集团,带微波反应釜
热法合成US ,合成条件为晶化温度催化裂化轻汽油馏程≤75℃,由某炼油厂催化裂
75~200 ℃,晶化时间 3~60 d. 由于硅源采用硅溶胶,含化汽油切割而得,叔碳烯烃质量含量见表1
水量大,导致模板剂用量大,生产周期长,成本和能耗
表1 催化裂化轻汽油中叔碳烯烃含量
高. 近年来,有关降低β沸石合成成本、缩短晶化时间的
Table 1 Content of tertiary carbon-olefins in fluidized catalytic
[2,3]
cracking light gasoline %, ω
文献相继报道,无论在硅源及模板剂品种选取上,还
iC 2M1C 2M2C 2M1C 2M2C 3MC2C 3MT2C
4 4 4 5 5 5 5
是缩短晶化时间方面都有了较大改进. 尤其是微波辐射

技术的应用,与传统水热合成法存在的耗时长、浪费能
[4]
β沸石的制备
源等缺点相比,表现出良好的先进性
[5?7]
β沸石原粉的合成
已有研究表明, β沸石在脱除模板剂的过程中,
凝胶的制备:以粗孔硅胶为硅源,偏铝酸钠为铝源,
常导致骨架脱铝,严重影响其表面酸性和催化性能. 为
四乙基氢氧化铵为模板剂. 将偏铝酸钠、四乙基氢氧化
克服传统高温焙烧引起的β沸石结构和酸性的改变,He
[8]
铵加入去离子水中,加热溶解,搅拌均匀,使溶液
等研究了微波辐射和两段焙烧脱除模板剂的方法,结
pH 7~11,再加入硅胶并充分搅拌 2~4 h,制成凝胶. 投
果表明,两种新方法都优于传统的高温焙烧方法,晶体
料摩尔比为 Al O , SiO 25, Na O ,H O 100,
结构保存较好. 但研究只限于两种新方法在脱除模板剂
2 3 2 2 2
TEAOH n, n :n ~
阶段的影响,未对微波辐射法在制备全过程的应用及最 TEAOH SiO
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水热法制备β沸石:将胶体转入不锈钢反应罐中,
终β沸石的确切酸量进行研究. 为定量说明沸石结构、酸
密封后放入烘箱,在 80~200℃下恒温晶化 30~60 h 后,
性质与合成方法、脱除模板剂方式的关系,本工作分别
冷却至室温,用去离子水洗涤至 pH 7,抽滤,在 110
采用水热法和微波辐射法合成β沸石原粉,再分别采用
℃烘干得钠β沸石原粉
马弗炉焙烧方式与微波辐射方式脱除模板剂,详细对比
微波辐射法制备β沸