分子筛检测.doc

对某一类沸石究竟那些性质需要表征，则要视其用途而决定。A型用于洗涤工业，其晶体形貌和晶粒大小十分重要，酸性和稳定性则居于次要地位。Y型主要用于催化裂化催化剂，酸性和稳定性却是第一位的。ZSM-5用作择形催化剂，其结构、孔径、化学组成、酸性、晶粒晶体形貌大小主要，骨架硅铝比稳定性次要。一、晶体结构和缺陷测定Collection of Simulated XRD Powder Patterns for Zeolites，沸石分子筛的衍射图谱和晶体数据。Atlas of Zeolite Structure Types，沸石的立体结构图和孔道截面图。将实验测得的XRD图谱与已知的标准图谱相比较，发现多或少一些衍射峰，说明样品中可能存在其他的晶相，或者不具有预期的结构。测定主要衍射峰的强度可以判断样品的结晶度。取样品一个或几个特征峰强度之和与标准样品相比较，可计算样品的相对结晶度。样品的hkl峰强度/标样的hkl峰强度（衍射谱图中各衍射峰的晶格参数）。二、孔结构用不同尺寸的探针分子来测定沸石的孔径，比沸石孔径小的才能被吸附，大的分子被排斥在外。多孔材料孔结构表面性质同位素XeNMR谱，氙气体积大只适用于大孔径分子筛，测量核磁共振谱中Xe的化学位移，获得沸石孔径和孔道畅通情况的信息，研究负载金属的分散度和结焦情况。三、化学组成最感兴趣的是Na、Al、Si的含量，表示为残钠和硅铝比。X射线荧光光谱、化学分析湿法分析：沸石加浓硫酸加热至出现SO3白烟，水稀释，过滤保留滤液1，滤渣干燥，1000度灼烧称重a。加入HF酸蒸发至干再1000度灼烧称重b。a-b即SiO2含量。灼烧残渣加过硫酸钾加热熔融，将焙融物溶于水中与滤液1合并用原子吸收光谱法分析Na和Al含量。繁琐四、酸性沸石上的酸性位主要是质子酸位，经高温处理后转变成非质子酸位1.滴定法测定各种酸强度的酸性位数目：样品粉末分散在非极性溶剂中加入指示剂，用正丁胺滴定到中性，根据消耗量计算样品的酸强度分布。缺点：不区分质子酸和非质子酸位。2.程序升温脱附法，用量热法判断酸强度，吸附时会放出中和热，酸性愈强放热越多。达平衡时间长用脱附代替吸附过程。NH3-TPD分析，吸附碱性分子后进行程序升温脱附(10K/min)，吸附在弱酸位上的碱性分子首先脱出，强酸位上的较高温度才能脱出，得到程序升温脱附图TPD谱。LT低温峰表示由弱酸位脱出的NH3，HT强酸位。由峰面积可得到强弱酸位数目，峰温可推测酸性位的强度。步骤：样品准备活化色谱开机吸附吹扫脱附定量色谱关机数据处理mmol/g。缺点：不区分质子非质子酸位，低温峰还包含非酸性位上脱附，扩散限制使孔道中NH3脱附延迟使脱附温度提高。3.红外光谱法：测定样品中O-H键振动频率，键越弱频率越低酸强度越高。3740硅羟基峰,3640大笼酸性羟基峰,3540小。硅铝比增加酸性强酸性点少，低硅铝比生命短。Si-O(H)-Al次邻位上无铝时酸性强，铝多（被分摊）中心数量多强度弱。4.核磁共振法：谱图上酸性羟基位置与OH键强度有关，化学位移越大，OH键越弱酸性越强。峰面积对应酸性位数目。五、稳定性：经过热、水热或化学处理后用XRD测定结晶保留度，了解晶体状况。（DTA法）晶体破坏时放出热量从DTA谱上高温放热峰可测出晶格破坏温度。一般在1000度左右。良好的耐酸性和热稳定性，天然较合成优越。六、吸附性能：表面原子或分子受力不对称、有吸附力场存在，吸附力称为色散力，固体表面对气体或液体具有吸附作用的原因。只有直径比较小的分子才能通过孔道被吸附，选择性吸附。晶格孔穴中分布有阳离子，离子周围还有较大的静电力，沸石因由色散力和静电力共同作用故吸附力特别大。七、离子交换性能：沸石可以进行可逆的阳离子交换，改进沸石的吸附和催化性能。八、催化性能：沸石做催化剂与结构中的酸性位置、孔穴大小以及阳离子交换性能有关。天然沸石不直接作催化剂的，需要离子交换法改为H型沸石。沸石经质子交换脱除正离子后表面上具有丰富的质子酸位。表面酸位与反应物分子作用形成正碳离子。电中性SiO4四面体被负一价AlO4四面体取代使晶格中部分氧出现负电荷。SiAlO和格架外金属离子一起组成催化活性中心，金属阳离子高度分散状态。活性位置在晶体内部，反应物分析必须扩散到沸石晶格内部才能发生反应，沸石的孔径大小和孔道的连接方式影响催化性能。一维孔道容易堵塞，三维有利于反应物进出。A型4.2没催化活性Y型9有机分子顺利扩散。分子筛检测指标检验项目检验方法仪器名称相对结晶度（%）XRDX射线衍射仪(X-ray diffractometer)硅铝比（SiO2/Al2O3 ）XRF(X射线荧光光谱分析X Ray Fluorescence)残钠含量（Na+ wt%）化学分析火焰光度计比表面积（m2/g）BETASAP2020型氮气物理吸附分析仪灼减量（%）化学分析（重量法）马弗炉相对结晶度的测定原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生光辐射。射线被晶体衍射时，每种结晶物质都有独特的衍射。相对含量增加其衍射线亦随之增加，所以通过衍射线强度的数值可以确定相对含量。可应用布拉格公式2dsin=，已知波长的X射线来测量角2=2125，从而计算出晶面间距d，由此可知被测物的结构类型。将待测样品烘干、研细、压片，利用X射线衍射仪分别测定标样和待测样品的五个特征峰的衍射强度(峰高)，得到待测样品相对结晶度RC100硅铝比的测定每个元素的X射线强度与激发源的能量、强度、元素在样品中的含量有关，可以获得各元素的化学组成和含量的信息。烘干、压片、检测。残钠含量的测定利用火焰的热能使某元素的原子激发发光，并用仪器检测其光谱能量的强弱，进而判断物质中某元素含量的高低。样品加浓盐酸、蒸发、浓盐酸、蒸发、测定、从工作曲线上查出钠离子浓度。比表面的测定低温氮吸附法，让吸附质分子吸附在待测粉末样品（吸附剂）表面，根据吸附量的多少来评价待测粉末样品的比表面大小。采用氮气为吸附质，通过完整的吸附脱附曲线，进行单点、多点BET