镧系金属配位聚合物的控制组、吸附、识别和质子传导

稀土Y型分子筛由于其良好的酸性、裂化活性和水热稳定性而被广泛应用于石油加工领域。近年来,随着稀土资源的消耗和稀土价格的增长,研究替代或部分替代Ce³⁺和La³⁺稀土离子以降低生产成本及解决稀土资源危机十分必要。本研究以Na Y分子筛为原料,通过离子交换法分别制备了不同类型的Y型分子筛,系统分析了不同分子筛的结构和性质以确定Ce Y或La Y被取代的可行性;并采用硝酸-柠檬酸复合改性体系对分子筛进行了孔结构调控。论文首先在较低离子交换液浓度下,选用Zr4+与Na Y分子筛中Na+交换,通过Zr Y分子筛结构参数的考察确立了其取代Ce Y的可行性,并以此为基础确定了较优的离子交换条件。然后在接近工业所用离子交换液浓度下制备了不同类型的Y型分子筛。利用X射线衍射（XRD）、吡啶吸附红外（Py-IR）、氨气程序升温脱附（NH3-TPD）和低温N2吸脱附等手段对Y型分子筛的结构和性能进行了测试。结果表明,Y³⁺是取代Ce³⁺和La³⁺最优的离子。所得YY与Ce Y分子筛酸性相近,但YY分子筛水热稳定性更好,且所制YY催化剂的重油催化裂化效果远优于Ce Y催化剂。YY与La Y分子筛的酸性和水热稳定性差异不大,在较温和的老化条件下,所制YY催化剂与La Y催化剂的催化效果相当,但当老化时间延长到16h时,YY催化剂的催化效果优于La Y催化剂。将Y³⁺与Ce³⁺和La³⁺离子分别进行复配,得到双金属Y型分子筛。研究发现,双金属Y型分子筛的水热稳定性随Y³⁺含量的增加而逐渐增强,但酸量随Y³⁺含量的增加变化不大。运用正交试验法确定了替代离子Y³⁺离子的最佳离子交换条件并考察了Y³⁺含量对Y型分子筛结构与性能的影响。此外,采用硝酸-柠檬酸复合改性体系对YY分子筛孔结构的调控进行了初步探索。结果表明,反应温度对改性效果的影响较大,在适宜条件下可以得到具有一定介孔结构的分子筛。