水熱法合成l型沸石

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1、1緒論L型沸石(國(guó)際沸石協(xié)會(huì)代碼:LTL)是1965年UnionCarbideCorporation研制開(kāi)發(fā)的一種人工合成沸石,迄今尚未在自然界中發(fā)現(xiàn)等同體。L沸石具有一維孔道結(jié)構(gòu)如圖1所示,它是由交替的六方柱籠與鈣霞石籠在C軸方向上堆積而成,再按六重軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生十二環(huán)孔道,其孔徑為0.71nm,動(dòng)力學(xué)直徑為0.81nm,為大孔分子篩。L分子篩典型的化學(xué)分子式為(M)9[Al9Si27O72]·nH2O(M=K+orNa+)。未脫水的L分子篩有4種陽(yáng)離子位置,如圖1所示。只有位于12元環(huán)孔道內(nèi)的陽(yáng)離子才易于交換,其它的3種陽(yáng)離子位于主孔道外,占據(jù)的位置很接近骨架氧原

2、子[1]。圖1　L型沸石結(jié)構(gòu)模型圖2L型沸石的六邊形單向通道結(jié)構(gòu)L型沸石擁有一個(gè)以六邊形的方式排列的單向通道如圖2所示。主要通道的自由半徑在7.1?和12.6?之間變化。晶體近似圓筒，通道口位于底部。直徑為550納米的晶體通常包括大約80000條平行通道。高分辨電子顯微鏡已被用于觀察L沸石的表面結(jié)構(gòu)和改進(jìn)生產(chǎn)工藝的認(rèn)識(shí)過(guò)程和缺陷。從有機(jī)染料獲取的材料以分子形式進(jìn)入L沸石的通道反應(yīng)出多種有趣的特性，包括從增加染料穩(wěn)定性到光子通訊職能和光學(xué)各向異性。L型沸石是含有鉀離子的鋁硅酸鹽,其晶胞組成:(1-x)K2O·xNa2O·Al2O3·(6～7)SiO2·(～6)H2O

3、。它是一種較高SiO2/Al2O3比值的沸石,不僅具有獨(dú)特的吸附性和催化性能,還具有良好的熱穩(wěn)定性。其在700℃焙燒后,仍保持原來(lái)的晶體結(jié)構(gòu),是一種有前途的熱穩(wěn)定性能優(yōu)良的催化劑[1],可用作裂化、重整、異構(gòu)化、芳構(gòu)化、烷基化、潤(rùn)滑油加氫裂化等碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化過(guò)程中的催化劑。其具有的較高吸附活性,還可用做吸附劑。L型沸石改性后,可用于化工合成過(guò)程如CO加氫等。L型沸石自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其獨(dú)特的性能日益引起人們對(duì)其研究的重視,并開(kāi)發(fā)了多種領(lǐng)域中的用途。稀土是一個(gè)巨大的發(fā)光材料寶庫(kù),在人類(lèi)開(kāi)發(fā)的各種發(fā)光材料中,稀土元素發(fā)揮著非常重要的作用。稀土元素發(fā)光材料的優(yōu)點(diǎn)是吸收能力

4、強(qiáng),轉(zhuǎn)換率高,可發(fā)射從紫外到紅外的光譜,在可見(jiàn)光區(qū)域,有很強(qiáng)的發(fā)射能力,且物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定.目前稀土發(fā)光材料的應(yīng)用非常廣泛。主要用在彩電顯象管、計(jì)算機(jī)顯示器、節(jié)能燈、防偽、拍攝電影以及轉(zhuǎn)光農(nóng)膜等上[2]。稀土離子具有豐富的發(fā)射光譜。其中,除La3+、Lu3+之外的其余鑭系離子的4f電子可在7個(gè)4f軌道之間任意分布,從而產(chǎn)生各種光譜項(xiàng)和能級(jí),對(duì)未充滿(mǎn)f電子殼層的原子或離子可觀察到的譜線(xiàn)多達(dá)三萬(wàn)條。因此,可以發(fā)射紫外到紅外各種波長(zhǎng)的電磁輻射。三價(jià)鑭系稀土離子的顏色呈現(xiàn)明顯的對(duì)稱(chēng)性,沒(méi)有4f電子的La3+離和4f層全滿(mǎn)的Lu3+離子以及4f層半充滿(mǎn)的Gd3+離子為無(wú)色,

5、其他稀土離子的顏色以Gd3+離子為對(duì)稱(chēng)分布，如表1。稀土離子對(duì)光的吸收是發(fā)生在內(nèi)層4f電子在不同能級(jí)之間的躍遷,產(chǎn)生吸收光譜譜線(xiàn)很窄,特異性強(qiáng)。因此呈現(xiàn)出的顏色鮮艷純正。表1Ln3+的顏色[2]LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu蘋(píng)紫粉淺淺淺玫淺無(wú)無(wú)果黃無(wú)黃瑰無(wú)無(wú)綠紅紅紅紅黃紅綠物質(zhì)發(fā)光現(xiàn)象大致分為兩類(lèi)[3]:一類(lèi)是物質(zhì)受熱,產(chǎn)生熱輻射而發(fā)光;另一類(lèi)是物體受激發(fā)吸收能量而躍遷至激發(fā)態(tài)(非穩(wěn)定態(tài))在返回到基態(tài)的過(guò)程中,以光的形式放出能量。以稀土化合物為基質(zhì)和以稀土元素為激活劑的發(fā)光材料多屬于后一類(lèi),即稀土熒光粉。稀土元素原子具有豐富的電子能級(jí)

6、,因?yàn)橄⊥猎卦拥碾娮訕?gòu)型中存在4f軌道,為多種能級(jí)躍遷創(chuàng)造了條件,從而獲得多種發(fā)光性能。根據(jù)激發(fā)源的不同,稀土發(fā)光材料可分為光致發(fā)光(以紫外光或可見(jiàn)光激發(fā))、陰級(jí)射線(xiàn)發(fā)光(以電子束激發(fā))、X射線(xiàn)發(fā)光(以X射線(xiàn)激發(fā))以及電致發(fā)光(以電場(chǎng)激發(fā))材料等。稀土熒光材料與相應(yīng)的非稀土熒光材料相比,其發(fā)光效率及光色等性能都更勝一籌。稀土有機(jī)絡(luò)合物如釤(Sm)、銪(Eu)、鋱(Tb)的有機(jī)配合物在紫外線(xiàn)照射下,發(fā)光高度高,單色性好,光熱穩(wěn)定,不易老化,且易于分散到各種溶劑和有機(jī)材料中。因此可以制成稀士紫外熒光防偽油墨。田君等研制出的含銪的有機(jī)絡(luò)合物鄰二氮雜菲乙酰丙酮合銪及鄰

7、二氮雜菲三氟乙酰丙酮合釔銪,摻這種有機(jī)熒光光粉的油墨在紫外線(xiàn)的照射下,能發(fā)出紅色的亮光,可以制造香煙包裝盒等的防偽標(biāo)志和商標(biāo)等。稀土有機(jī)絡(luò)合物熒光防偽技術(shù)可與激光防偽技術(shù)聯(lián)用,進(jìn)行綜合防偽,已廣泛用于證件、票據(jù)、商標(biāo)、香煙、藥品,食品、食鹽等的包裝防偽。目前稀土發(fā)光材料在照明、顯示、信息等方面已獲得廣泛的應(yīng)用,成為人類(lèi)生活中不可缺少的重要組成部分。日本稀土熒光材料的生產(chǎn)、消費(fèi)和出口均居世界前列,年產(chǎn)各種稀土熒光粉530t,主要消費(fèi)領(lǐng)域?yàn)槿珶晒鉄?約占62%)、彩電和計(jì)算機(jī)用陰極射線(xiàn)管(CRT)(約占34%)、X射線(xiàn)增感屏(約占3.7%)。1.1L型沸石的研究發(fā)

8、展L型沸石