對(duì)工業(yè)上重要的 Y 型沸石進(jìn)行水相合成后改性通常用于改變總酸位濃度、引入穩(wěn)定的稀土陽(yáng)離子、通過(guò)金屬陽(yáng)離子交換賦予雙功能特性以及定制布朗斯特德和路易斯酸位的分布。已知在超過(guò) 100 °C 的溫度下，在氣相和液相水存在的情況下，Y 型沸石會(huì)發(fā)生骨架降解，而稀土交換和穩(wěn)定的 HY 催化劑由于其較高的水熱彈性而通常用于流化催化裂化。
在這里，俄克拉荷馬州立大學(xué)Jeffery L. White利用詳細(xì)的光譜學(xué)、晶體學(xué)和流動(dòng)反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)，揭示了即使暴露于室溫液態(tài)水后，HY 型沸石的布朗斯臺(tái)德酸位點(diǎn) (BAS) 密度也會(huì)出現(xiàn)意想不到的降低。
文章要點(diǎn)
1）這些數(shù)據(jù)表明，通常用于改性Y沸石的水相離子交換程序受到液態(tài)水及其去除的影響，即使當(dāng)使用比標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐嚴(yán)格得多的分級(jí)加熱速率和惰性條件用于催化劑脫水時(shí)也是如此。
2）X 射線衍射、熱重和光譜分析表明，大部分骨架降解發(fā)生在去除 HY 中強(qiáng)結(jié)合水部分的過(guò)程中，而當(dāng) NH4Y 浸入液態(tài)水中時(shí)不會(huì)形成這種部分，從而導(dǎo)致 HY 中的酸度降低，甚至當(dāng)脫水條件比通常采用的條件溫和得多時(shí)。
3）通過(guò)室溫水溶解制備的 Na+ 交換的 HY 表明，布朗斯臺(tái)德酸位點(diǎn)的損失超過(guò)了鈉滴定可能的理論最大值。低溫水相離子交換方法的結(jié)構(gòu)影響使后續(xù)數(shù)據(jù)的解釋變得復(fù)雜，并可能解釋了報(bào)道的高鋁含量 HY 沸石的酸位濃度和催化活性的廣泛變化。
參考文獻(xiàn)
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
