原位水热合成ZSM-5/堇青石催化剂研究

"原位水热合成法制备ZSM-5/堇青石整体式催化剂 (2015年)，以蜂窝状堇青石为载体，通过原位水热合成法合成ZSM-5分子筛负载于堇青石上的整体式催化剂。研究了四丙基氢氧化铵(TPAOH)比例、水硅摩尔比和晶化温度对负载量的影响。" 本文主要探讨了一种新型催化剂的制备方法，即原位水热合成法制备ZSM-5/堇青石整体式催化剂。ZSM-5分子筛因其独特的孔道结构和酸性中心，在催化反应中表现出优异性能，而堇青石作为载体材料则提供了稳定的支撑结构。这种整体式催化剂的设计旨在优化催化剂的性能，提高其在实际应用中的催化活性。 实验过程中，研究人员发现模板剂四丙基氢氧化铵(TPAOH)的含量对ZSM-5分子筛在堇青石载体上的负载量具有显著影响。当摩尔比n(TPAOH)/n(SiO2)小于或等于0.2时，通过调整晶化温度和水硅摩尔比，可以实现分子筛的较高负载量。然而，当此摩尔比超过0.2时，过高的碱性环境会导致前驱体溶胶的溶解，使得分子筛主要在溶液中而非载体上晶化，从而降低了负载量。 水硅摩尔比的改变也影响着ZSM-5分子筛的负载量。当摩尔比减小时，负载量会逐渐增加，最高可达到42.8%。另一方面，晶化温度的降低会导致分子筛的负载量和晶粒尺寸同步减小。这表明，控制合适的晶化条件对于优化负载量和分子筛的微观结构至关重要。 实验还进行了催化活性测试，特别是针对NO的催化氧化。结果显示，堇青石载体上ZSM-5分子筛的负载量越高，整体式催化剂的比表面积越大，催化活性也就越好。这表明高负载量的ZSM-5能更有效地促进催化反应，提高了催化剂的性能。 原位水热合成法是一种有效制备ZSM-5/堇青石整体式催化剂的方法，通过调控合成条件，如TPAOH比例、水硅摩尔比和晶化温度，可以优化分子筛在载体上的分布，进而提升催化剂的催化效率。这一研究为设计和优化高性能的环保型催化剂提供了理论依据和实践指导。