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不同硅铝比ZSM-5分子筛的合成及其性能研究

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日用化学工业 2021年第1期51卷 44-49页

作者：宋凯雲李国栋李宁梁亚凝李晓峰窦涛太原理工大学精细化工研究所山西太原030024 太原大成环能化工技术有限公司山西太原030024

以廉价的四乙基溴化铵为表面活性剂,水玻璃、硫酸铝为基础原料,在2 L高压磁力搅拌反应釜中水热合成了5种投料硅铝比分别为100,110,120,160和200的ZSM-5分子筛,并制备成催化剂,用XRD,SEM和NH3-TPD等手段对样品进行表征。结果表明:随着投... 详细信息

以廉价的四乙基溴化铵为表面活性剂,水玻璃、硫酸铝为基础原料,在2 L高压磁力搅拌反应釜中水热合成了5种投料硅铝比分别为100,110,120,160和200的ZSM-5分子筛,并制备成催化剂,用XRD,SEM和NH3-TPD等手段对样品进行表征。结果表明:随着投料硅铝比的增大,产物的硅铝比和平均粒径逐渐增大,总孔和微孔的数量减小,介孔数量则先增大后减小,强、弱酸量均逐渐降低。在温度370℃、氢气压力0.8 MPa、质量空速8 h-1、氢烃摩尔比值2.0的条件下,对乙苯脱乙基型二甲苯异构化反应进行样品催化性能评价。结果表明,随着分子筛投料硅铝比的增大,乙苯转化率逐渐降低,二甲苯异构化活性先升高后降低。当投料硅铝比为120时,相应样品具有较佳的综合性能,其乙苯转化率为57.60%,二甲苯异构化活性达到热力学平衡值24.04%。

关键词： ZSM-5分子筛硅铝比乙苯脱乙基二甲苯异构化

SSZ-13分子筛无钠合成工艺与产物物性表征

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日用化学工业 2019年第4期49卷 229-233,263页

作者：闵令飞梁亚凝李宁李晓峰窦涛太原理工大学精细化工研究所山西太原030024 太原大成环能化工技术有限公司山西太原030024

以氨水弱碱代替NaOH作为碱源,铵型硅溶胶与硫酸铝作为不含钠的硅铝源,N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵作为有机模板剂,一步水热法无钠途径合成了不同硅铝比的SSZ-13分子筛。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱... 详细信息

以氨水弱碱代替NaOH作为碱源,铵型硅溶胶与硫酸铝作为不含钠的硅铝源,N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵作为有机模板剂,一步水热法无钠途径合成了不同硅铝比的SSZ-13分子筛。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)、元素分析、热重分析(TG-DTG)和N_2等温吸附-脱附(BET)等手段表征产物,并以甲醇制烯烃反应(MTO)评价其催化性能。结果表明,采用氨水合成的不同硅铝比的铵型SSZ-13分子筛,粒径随着硅铝比增加而减小;合成产物直接焙烧后可用于催化反应,硅铝比为75较25的样品在甲醇制烯烃催化反应中寿命延长了2.6倍。

关键词：氨水铵型SSZ-13分子筛无钠合成甲醇制烯烃

基于改进附着能量模型的TNBA晶体在二元溶剂中的形貌预测

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原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 137-142页

作者：都吉航王保国陈亚芳李鑫懿赵文虎张彦亮中北大学环境与安全工程学院太原030051 山西北方晋东化工有限公司阳泉045000

TNBA作为一种新型含能材料,其具有高爆速,低敏感性的特点,为了研究TNBA在二元溶剂中的生长形貌,本研究采用附着能(AE)模型来预测TNBA在真空中的晶体形貌,同时采用改进附着能(MAE)模型和分子动力学(MD)方法,预测了TNBA晶体在四种不同二... 详细信息

TNBA作为一种新型含能材料,其具有高爆速,低敏感性的特点,为了研究TNBA在二元溶剂中的生长形貌,本研究采用附着能(AE)模型来预测TNBA在真空中的晶体形貌,同时采用改进附着能(MAE)模型和分子动力学(MD)方法,预测了TNBA晶体在四种不同二元溶剂中二甲基甲醇(IPA)/丙酮(AC)、IPA/二甲基亚砜(DMSO)、IPA/乙酸乙酯(EA)和IPA/水(H_(2)O)的晶体形貌.结果表明,TNBA晶体在真空中的形态为不规则的多面体,由六个重要的主生长晶面构成,分别为(100)、(110)、(011)、(11-1)、(10-2)和(002),其中(100)面所占比例最大,达到33.766%.在IPA/DMSO和PA/EA溶剂中重结晶得到的晶体为块状,在IPA/AC和IPA/H_(2)O为棒状.总而言之,IPA/DMSO和IPA/EA溶剂更适合TNBA晶体重结晶选择.

关键词： TNBA晶体改进附着能量模型二元溶剂形貌预测分子动力学模拟

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HTPB对PYX耐热炸药性能微观影响的分子动力学模拟

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原子与分子物理学报 2025年第1期42卷 8-12页

作者：毛舰森王保国陈亚芳田鑫赵文虎张彦亮康建成中北大学环境与安全工程学院太原030051 山西北方晋东化工有限公司阳泉045000 空军装备部驻太原地区军事代表室太原030006

为了研究聚合物粘结剂羟基封端聚丁二烯(HTPB)对2,6-双(苦氨基)-3,5-二硝基吡啶(PYX)耐热炸药性能微观影响,基于分子动力学(MD)方法,在PYX的(011)晶面建立了PYX/HTPB的高聚物粘结炸药(PBX)模型,并对其结合能、内聚能密度、径向分布函数... 详细信息

为了研究聚合物粘结剂羟基封端聚丁二烯(HTPB)对2,6-双(苦氨基)-3,5-二硝基吡啶(PYX)耐热炸药性能微观影响,基于分子动力学(MD)方法,在PYX的(011)晶面建立了PYX/HTPB的高聚物粘结炸药(PBX)模型,并对其结合能、内聚能密度、径向分布函数和力学性能进行了模拟.结果表明:PBX在298K时拥有最高的结合能,随着温度升高,结合能总体呈下降趋势;PYX和PBX的内聚能密度随着温度的升高而降低,且PBX的内聚能密度比PYX低20%左右;径向分布函数显示,PYX和HTPB分子间存在氢键和范德华力的共同作用;添加HTPB降低了PYX的刚度,并提高了其延展性.

关键词： PYX/HTPB 耐热炸药分子动力学感度力学性能

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晶种法快速合成SSZ-13分子筛

天然气化工—C1化学与化工 2019年第2期44卷 28-33页

作者：闵令飞李晓峰高萌梁亚凝刘瑞张燕挺窦涛太原理工大学精细化工研究所山西太原030024 太原大成环能化工技术有限公司山西太原030024

以白炭黑、硅铝微球、氢氧化钠和去离子水为原料,N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵为模板剂,采用传统的水热法快速合成了SSZ-13分子筛。考察了模板量、反应时间、水量、碱量、晶种及温度等因素对合成产物的影响,利用XRD、SEM、NH_3-TPD... 详细信息

以白炭黑、硅铝微球、氢氧化钠和去离子水为原料,N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵为模板剂,采用传统的水热法快速合成了SSZ-13分子筛。考察了模板量、反应时间、水量、碱量、晶种及温度等因素对合成产物的影响,利用XRD、SEM、NH_3-TPD等手段对产物进行了相关物性表征,并对合成的产物进行了甲醇制烯烃(MTO)反应评价。结果表明,晶种的加入,晶化时间于1天内即可得到100%相对结晶度的SSZ-13分子筛,并且随着晶化温度的升高,相对结晶度呈现增加趋势,合成的小晶粒产物在MTO方面表现了较长的寿命与较高的双烯选择性。该方法进一步缩短了水热法合成SSZ-13分子筛的反应时间。

关键词：晶种法 SSZ-13分子筛快速合成水热法 N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵 MTO

基于分子动力学研究纳米孔洞对多晶FeO/Fe中FeO断裂的影响

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原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 81-89页

作者：龚建雄周存龙郭瑞柴泽琳孟钰峰王天翔太原科技大学机械工程学院、山西省冶金设备设计理论与技术重点实验室太原030024 山西太钢不锈钢精密带钢有限公司太原030024

孔洞缺陷是影响表面氧化皮断裂失效的重要因素.本文结合分子动力学软件Lammps和Atomsk软件建立了半径相同位置不同(模型1)和孔洞位置相同半径不同(模型2)两种模型,为了探究两者对FeO/Fe多晶模型拉伸失效的影响,文章从抗拉强度、断裂韧... 详细信息

孔洞缺陷是影响表面氧化皮断裂失效的重要因素.本文结合分子动力学软件Lammps和Atomsk软件建立了半径相同位置不同(模型1)和孔洞位置相同半径不同(模型2)两种模型,为了探究两者对FeO/Fe多晶模型拉伸失效的影响,文章从抗拉强度、断裂韧性、中心对称参数(CSP)三方面进行了分析,模拟结果表明:1.当孔洞位于晶界和三叉点时,模型1和2的抗拉强度随着孔洞半径的增大而减小,断裂韧性在抗拉强度降低的同时增强.2.孔洞位于晶内时,模型2的抗拉强度呈现“先下降-后上升-再下降”的变化趋势,断裂韧性整体降低;模型1既增强了模型的抗拉强度,又降低了断裂韧性.3.裂纹扩展受孔洞半径影响较大,半径达到1 nm以上时,模型2的裂纹扩展速度加快,模型1的裂纹扩展速度减慢.本研究为进一步认识氧化皮的断裂过程提供了帮助.

关键词：分子动力学多晶FeO/Fe 预制孔洞抗拉强度断裂韧性

HMFI分子筛Br?nsted酸性位点与碱性分子的作用机制

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原子与分子物理学报 2025年第4期 7-13页

作者：郑健秦康秦玉才宋丽娟中石化石油化工科学研究院有限公司辽宁石油化工大学辽宁省石油化工催化科学与技术重点实验室

采用密度泛函理论（DFT）方法，以单铝、双铝和三铝酸性位点HMFI分子筛为模型分子筛，计算去质子化能考察HMFI分子筛的本征酸性，以NH3分子作为模型分子，计算NH3分子在HMFI分子筛中的吸附能与去质子化能进行关联性分析，并进一步考察NH... 详细信息

采用密度泛函理论（DFT）方法，以单铝、双铝和三铝酸性位点HMFI分子筛为模型分子筛，计算去质子化能考察HMFI分子筛的本征酸性，以NH3分子作为模型分子，计算NH3分子在HMFI分子筛中的吸附能与去质子化能进行关联性分析，并进一步考察NH3分子与HMFI分子筛的作用机制.研究表明分子筛Br?nsted酸（简称B酸）强度与B酸数量没有强相关性，在考虑B酸位数量的同时须考虑B酸位的分布.酸性位点数量和分布的差异均可以调控NH3分子的吸附构象，并且可以通过调节HMFI分子筛孔道对分子施加相互作用的模式，解析分子的结构和电子性质，精准调控分子的进一步转化.此项工作可以为未来高效多孔材料有效物种活性位的构建提供新思路.

关键词：密度泛函理论 HMFI分子筛 Br?nsted酸性质吸附性能

HMFI分子筛Bronsted酸性位点与碱性分子的作用机制

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原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 1-7页

作者：郑健秦康秦玉才宋丽娟中石化石油化工科学研究院有限公司北京100083 辽宁石油化工大学辽宁省石油化工催化科学与技术重点实验室抚顺113001

采用密度泛函理论(DFT)方法,以单铝、双铝和三铝酸性位点HMFI分子筛为模型分子筛,计算去质子化能考察HMFI分子筛的本征酸性,以NH_(3)分子作为模型分子,计算NH_(3)分子在HMFI分子筛中的吸附能与去质子化能进行关联性分析,并进一步考察NH_... 详细信息

采用密度泛函理论(DFT)方法,以单铝、双铝和三铝酸性位点HMFI分子筛为模型分子筛,计算去质子化能考察HMFI分子筛的本征酸性,以NH_(3)分子作为模型分子,计算NH_(3)分子在HMFI分子筛中的吸附能与去质子化能进行关联性分析,并进一步考察NH_(3)分子与HMFI分子筛的作用机制.研究表明分子筛Bronsted酸(简称B酸)强度与B酸数量没有强相关性,在考虑B酸位数量的同时须考虑B酸位的分布.酸性位点数量和分布的差异均可以调控NH_(3)分子的吸附构象,并且可以通过调节HMFI分子筛孔道对分子施加相互作用的模式,解析分子的结构和电子性质,精准调控分子的进一步转化.此项工作可以为未来高效多孔材料有效物种活性位的构建提供新思路.

关键词：密度泛函理论 HMFI分子筛 Bronsted酸性质吸附性能

新型合成气甲烷化催化剂La2O3-ZrO2-Ni/Al2O3的制备与性能

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化工进展 2019年第6期38卷 2776-2783页

作者：李春启大唐国际化工技术研究院有限公司

针对常规合成气甲烷化催化剂高热结构稳定性差、活性低、适应性差等不足,本文创新地引用稀土金属氧化物La2O3复配过渡金属氧化物ZrO2作为多功能复合助剂,利用反向沉淀法制备了新型合成气甲烷化催化剂La2O3-ZrO2-Ni/Al2O3,同时制备催化剂... 详细信息

针对常规合成气甲烷化催化剂高热结构稳定性差、活性低、适应性差等不足,本文创新地引用稀土金属氧化物La2O3复配过渡金属氧化物ZrO2作为多功能复合助剂,利用反向沉淀法制备了新型合成气甲烷化催化剂La2O3-ZrO2-Ni/Al2O3,同时制备催化剂Cr2O3-Ni/Al2O3作为参照组。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)表征了催化剂的微观结构,并利用N2吸附仪(BET)测量催化剂经高温水热处理前后的微孔结构参数,以考察催化剂的高热结构稳定性。结合国内某大型煤制天然气项目工艺特征和运行实践,应用Aspen Plus软件模拟了四段甲烷化工艺理论平衡值。基于自主固定床合成气甲烷化评价实验装置,考察了反应压力、空速和原料气H2O(g)含量等因素对La2O3-ZrO2-Ni/Al2O3催化性能的影响,并开展了1000h长周期寿命评价实验。结果表明,La2O3-ZrO2-Ni/Al2O3比Cr2O3-Ni/Al2O3具有更优的高热结构稳定性;可使CO和CO2反应达到或接近催化剂床层出口温度下的理论平衡状态,呈现显著的宽温活性;活性组分NiO晶粒尺寸介于7~10nm,分散度较高;对反应压力、空速和原料气H2O(g)含量的变化不敏感,具有良好的操作弹性;1000h反应后仍能保持较高的活性和稳定性。

关键词：合成气甲烷化合成天然气催化剂 La2O3 ZrO2 Cr2O3 Ni/Al2O3