过渡金属掺杂对ETS-10结晶度和形貌的影响

2021-07-08夏海月唐天地

精细石油化工 2021年3期

夏海月，唐天地

(常州大学石油化工学院，江苏常州 213164)

ETS-10沸石分子筛首先由Kuznicki合成[1]，该分子筛的特征在于由TiO6八面体和SiO4四面体贯穿桥氧原子形成的具有三维孔道的晶体结构[2]，独特的骨架结构和化学组成(Na,K)2TiSi5O13使其展现出择形催化[3]、吸附性能[4-6]和离子交换性能[7-9]。特别是在沸石结构中引入金属物种可以构成双功能催化剂。但是，在沸石合成体系中引入金属常常会影响沸石的晶化进而影响最终产品的结晶度。而沸石的应用催化性能又与其结晶度和形貌紧密相关。

研究表明，ETS-10沸石的结晶度受合成凝胶体系中TiO2的量、体系的碱度pH[10]、水含量[11]、所添加的晶种[12-13]以及(Na+K)/Na摩尔比[14-15]等多种因素影响，同时，ETS-10沸石的晶体形貌与钛源、硅钛比、H2O/SiO2量、所添加的模板剂紧密相关[13-15]。并且，ETS-10沸石的晶体生长相区较窄，周期较长[1,16]，制备的沸石通常存在杂相，合成条件较为苛刻。

笔者以三氯化钛为钛源、氟化钾为钾源、工业水玻璃为硅源，在合成体系中直接引入过渡金属(M=Fe、Co、Ni、Cu和Zn)盐物种，制备了具有过渡金属掺杂的ETS-10沸石催化材料。本文报道了过渡金属掺杂对ETS-10结晶度和形貌的影响。

1 实验

1.1 主要试剂与原料

水玻璃(26%SiO2，8.2%Na2O，65.8%H2O)，海安县海燕有限公司；氟化钾(99%)，萨恩化学技术(上海)有限公司；三氯化钛溶液(15.0%～20.0%TiCl3-30%HCl)，上海麦克林生化科技有限公司；六水合硝酸钴(99%)，上海阿拉丁试剂有限公司；三水合硝酸铜(99.5%)，上海新宝精细化工厂；氢氧化钠(96%)、九水合硝酸铁(98.5%)、六水合硝酸镍(98%)、六水合硝酸锌(99%)，国药集团化学试剂有限公司。