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第7章 2沸石分子筛..


Joint Committee on Powder Diffraction Stangards (JCPDS) : 粉末衍射卡片集 数据库 国际沸石协会结构分会网站:http://www. iza-structure. org/ 沸石和分子筛研究中应用的模拟谱图 国际沸石协会合成分会网站:http:// www. iza-synthesis. org/ 部分沸石和分子筛材料的实验谱图
催化性质与表面性质方面 吸附与催化活性中心:中子衍射,IR 酸性:IR,吸附,1H NMR,27Al NMR,中子衍射,EPR, XPS, 热分析 亲水性/疏水性:气体吸附测量 元素局部环境: EXAFS 骨架铝变化:固体 NMR
过渡金属核的化学环境:IR,ESR,穆斯堡尔谱,氧化-还原滴定,
X射线吸收光谱,XPS,AES,EELS,紫外-可见光谱 催化机理:NMR,IR,热分析 表面结构:XPS,SEM,TEM,STM,AFM
焙烧条件:
Fig. X-ray powder diffraction patterns for (a) as-synthesized SSZ-35 (b) the calcined material
• X 射线粉末衍射 (XRD) Bragg公式 只考虑一级衍射,则: 每种晶体物质的X 射线粉末衍射谱 图就如同一个人的指纹,都有其自己的 特征,即有确定的衍射峰数目,位置和 强度 沸石X 射线衍射通常采用CuK线 (波长=1.5418Å),衍射峰位置一般 在2 = 240
:X 射线的入射角 d:平行晶面的间距 :X 射线的波长 n:衍射级数
5. 沸石分子筛的表征
沸石的表征通常包括下述内容: 化学组成分析:元素组成,阳离子种类与数量,Si/Al 物相分析:晶体结构,样品纯度,结晶度 晶形观察:晶体形貌,粒度分布 表面性质:表面原子状态,阳离子价态、配位和位置,酸性质和酸量 表面积和孔结构:表面积,孔径分布,孔体积 吸附性能:吸附容量,吸附速度,扩散性能
宏观性质方面 晶体形貌: SEM,光学显微镜,TEM 晶体尺寸及其分布:SEM,X 射线粉末衍射,TEM, 晶体纯度:粉末 XRD,吸附测量 化学组成:ICP,原子吸收光谱,原子发射光谱,X 光光电子能谱, EPMA,AES,SEM,其它原子光谱和分子光谱 光学性能:紫外分光光度计
磁性质:穆斯堡尔谱,中子衍射,ESR
物相鉴定(相指认):
Fig. X-ray powder diffraction used to identify phases in the synthesis of zeolites and other microporous phases. (a) non-crystalline product (b) crystalline but non-microporous phase (c) mixture of phases (cristobalite and ZSM-5) (d) pure single crystalline phase ZSM-5
骨架原子分布:中子衍射,固体 NMR 杂原子取代:粉末XRD, IR,Raman,固体 NMR,原位 XANES、 EXAFS、EPR,催化反应,化学分析,TPD,TGA
Si/Al:固体 NMR,IR,XRD,化学分析
骨架结构特征方面 晶胞尺寸:粉末XRD 晶体对称性:粉末XRD 不完美性:高分辨电子显微镜 HREM,粉末 XRD
吸附物种:
Fig. Changes in intensity of X-ray diffraction peaks with changing adsorbed cations.
a) NaY b) VO(pic)2-NaY
杂原子进入骨架:
Fig. Changes in intensity of X-ray diffraction peaks with changing elemental composition in the sodalite structure. The comparison is between frameworksubstituted iron(a), gallium(b), and analogous aluminum(c). SiO2/M2O3~10 (M=Al, Ga or Fe)
分离效能:筛分性能
催化性能:反应活性,择形性能,失活性能 沸石表征的主要手段: 衍射 光谱 显微技术 吸附和脱附 热分析技术
多孔材料常见的性质表征要求和可行的分析方法: 骨架原子(结晶学与化学组成)方面 晶体结构(原子坐标):单晶 XRD,同步辐射 XRD,中子衍射,
粉末XRD,固体 NMR,高分辨电子显微镜,计算机模拟
孔结构方面 孔径、孔径分布、孔体积:低温吸附
比表面积:BET 低温吸附,电子显微镜,气相吸附
微孔:气体低温吸附 介孔:气体低温吸附,电子显微镜,小角 X 射线散射 大孔:压汞法,电子显微镜,小角 X 射线散射
孔道堵塞:吸附测量
客体物种方面 客体物种的位置:中子衍射,计算机模拟,热分析,IR,NMR 模板剂及有机客体:NMR,化学组成分析,热分析 阳离子分布及交换:计算机模拟,NMR,紫外-可见光谱 吸附物种的结构:NMR,计算机模拟,热分析
晶体取向:
Fig. (a) X-ray diffraction pattern of ZSM-5 produced wn of ZSM-5 produced in a system with 1.0Li2O The difference in intensities between the two diffraction patterns is due to a preferred orientation of the larger ZSM-5 crystals obtained from the lithium system
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