对工业上重要的 Y 型沸石进行水相合成后改性通常用于改变总酸位浓度、引入稳定的稀土阳离子、通过金属阳离子交换赋予双功能特性以及定制布朗斯特德和路易斯酸位的分布。已知在超过 100 °C 的温度下,在气相和液相水存在的情况下,Y 型沸石会发生骨架降解,而稀土交换和稳定的 HY 催化剂由于其较高的水热弹性而通常用于流化催化裂化。
在这里,俄克拉荷马州立大学Jeffery L. White利用详细的光谱学、晶体学和流动反应器实验,揭示了即使暴露于室温液态水后,HY 型沸石的布朗斯台德酸位点 (BAS) 密度也会出现意想不到的降低。
文章要点
1)这些数据表明,通常用于改性Y沸石的水相离子交换程序受到液态水及其去除的影响,即使当使用比标准实践严格得多的分级加热速率和惰性条件用于催化剂脱水时也是如此。
2)X 射线衍射、热重和光谱分析表明,大部分骨架降解发生在去除 HY 中强结合水部分的过程中,而当 NH4Y 浸入液态水中时不会形成这种部分,从而导致 HY 中的酸度降低,甚至当脱水条件比通常采用的条件温和得多时。
3)通过室温水溶解制备的 Na+ 交换的 HY 表明,布朗斯台德酸位点的损失超过了钠滴定可能的理论最大值。低温水相离子交换方法的结构影响使后续数据的解释变得复杂,并可能解释了报道的高铝含量 HY 沸石的酸位浓度和催化活性的广泛变化。
参考文献
Anya Zornes, et al, Impact of Low-Temperature Water Exposure and Removal on Zeolite HY, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c12437
https://doi.org/10.1021/jacs.3c12437