纳米级NaY分子筛的合成及其应用

【摘要】随着世界发展的日新月异,全球范围内汽油、柴油等燃料需求量不断增大和对催化剂活性、稳定性要求的不断提高,纳米Y型分子筛催化剂因其大比表面积、良好的热稳定性、催化活性中心数目多、较高的晶内扩散速率等特点,在减少产物的二次裂化及降低催化剂结焦、提高转化大分子能力等方面表现出比常规晶粒尺寸的Y型分子筛更加优越的性能。目前,Y型分子筛在催化裂化、加氢裂化以及异构裂化等炼油过程中得到了广泛的应用。因此研究成本低、绿色环保、性能优越的纳米级Y型分子筛具有重要的现实意义和工业价值。本文对盱眙凹凸棒原土进行了改性处理,采用水热原位晶化方法合成了NaY分子筛。着重考察了不同晶化温度、晶化时间、导向剂陈化时间、物料配比n(SiO2)/n(Al2O3)、n(Na2O)/n(SiO2)和额外加水量对NaY分子筛相对结晶度的影响,并结合XRD、SEM、N2吸附/脱附等表征手段对合成分子筛进行分析。研究结果表明在n(Si02)/n(Al203)=4.7、n(H20):n(Na20)=55:1、n(Na2O):n(Al2O3)=0.7,晶化温度99℃,晶化时间24h,导向剂陈化温度30℃,陈化时间24h,额外加水量≦10ml时,合成出相对结晶度为49%的纳米级凹凸棒土NaY分子筛,其平均粒径在100nm以内,比表面积为487m2/g,总孔容为0.33cm3/g。本文还研究了利用上述制备而得的纳米级凹凸棒土NaY分子筛作作为模板,以麦芽糖为碳源,采用模板剂法制备得到一种微孔模板炭材料。采用XRD、N2吸附/脱附等手段对微孔模板炭材料的物理性能进行表征。测试结果表明,模板炭材料的比表面积为789.2m2/g、总孔体积为0.616cm3/g,样品的微孔体积率高达85.6%。随后,采用恒电流充放电测试、交流阻抗测试、循环伏安测试对模板炭材料的电化学性能进行测试。恒电流充放电测试表明,当电流密度为600mA/g时,材料的比电容可达163.3F/g；交流阻抗测试表明,微孔模板炭材料具有很好的双电层性质,超级电容器中大部分的电容量均可以得到利用；循环伏安测试中材料表现出了良好的循环伏安曲线的矩形特征,较好的说明了材料具有良好的倍率性能。
【作者】袁琦罡；
【导师】李贵贤；
【作者基本信息】兰州理工大学，化学工程，2014，硕士
【关键词】凹凸棒；NaY分子筛；相对结晶度；孔炭材料；电化学性能；

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