近年来,复合孔结构的沸石整体材料引起了人们的广泛关注。由于复合孔整体材料是在介孔／大孔的孔壁中引入一定数目的沸石晶粒,因此这种材料除了具有一体成型的形貌外,还具有介孔或大孔材料开阔的孔道结构,以及沸石微孔材料强酸性和高活性的性能,这使它有可能成为集组成、结构和性能一体化的多功能催化剂,因此具有潜在的应用价值,可望在催化、环保以及新材料等领域得到广泛的应用。本论文采用溶胶-凝胶和相分离结合的方法制备了同时具有贯通大孔和有序介孔的硅铝氧化物整体材料、钛硅氧化物整体材料以及硅磷铝氧化物整体材料,并通过干凝胶转化的方法成功制备出相应的沸石化整体材料,同时,对合成材料的催化性能进行了考察,具体研究方法和结果如下：1.采用相分离和模板支撑相结合的方法制备了具有贯通大孔和有序介孔的无定形硅铝氧化物整体材料。通过改变相分离剂和三嵌段共聚物的加入量可以对材料的大孔和介孔孔径分布实现有效调控。该材料在1,3,5-三异丙基苯的催化裂解反应中表现出较高的转化率和稳定性。2.采用干凝胶转化的方法成功制备出具有贯通大孔的Beta分子筛整体材料。无定形硅铝氧化物的大孔孔壁在维持双连续大孔结构的同时,部分转晶生成了Beta纳米晶粒。与传统的Beta分子筛相比,复合孔结构的Beta分子筛整体材料在多异丙苯的烷基转移反应中表现出较高的活性和稳定性。3.采用溶胶凝胶法和气相接枝法制备了具有贯通大孔和有序介孔的无定形钛硅氧化物整体材料。该材料经过硅烷化处理后,表面疏水性增强,酸性下降,在环己烯环氧化反应中表现出比非硅烷化复合孔结构钛硅氧化物以及硅烷化的SBA-15分子筛更高的转化率和选择性。4.采用干凝胶转化的方法成功制备出具有贯通大孔的钛硅沸石分子筛整体材料。沸石化后,材料的大孔孔壁由钛硅沸石纳米晶粒组成,材料中的钛原子仍以四配位状态存在。氯丙烯环氧化反应结果表明,贯通大孔的钛硅沸石分子筛整体材料具有较高的转化率和选择性。5.采用相分离的方法制备了具有双连续大孔结构的硅磷铝氧化物整体材料。在材料的制备过程中,通过调变相分离剂PEO、凝胶剂PO和陈化温度可以实现对大孔形貌和孔径分布的有效调控。6.采用干凝胶转化的方法制备了不同形貌的复合孔结构的SAPO-34分子筛整体材料。分析结果表明,P／Al和晶化方法的改变对分子筛的形貌有较大的影响；Si/Al的调变主要对材料的酸性起着决定性的作用；晶化时间和晶化温度对晶核的形成和生长有着重要的影响；而模板剂的种类制约着分子筛的类型。7.甲醇转化制低碳烯烃反应结果表明,相对于传统SAPO-34分子筛,复合孔结构SAPO-34分子筛,无论是在甲醇和二甲醚的转化率上,还是在乙烯和丙烯的收率上,都表现出较高的反应活性和稳定性。其中球状SAPO-34分子筛在反应中表现出相对较高的活性,而层状结构的SAPO-34则表现出较好的稳定性。
