张宗洋, 李玉平, 张若茜, 刘宇峰, 陈泽, 韩丽娜, 韩培德

高等学校化学学报 2023, 44 (10): 20230034-. DOI:10.7503/cjcu20230034

摘要（661）

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以N,N,N-三甲基-1-金刚烷胺氢氧化物(TMAdaOH)为有机模板, 在180 ℃晶化温度下, 通过补加硅源, 以低硅铝比L沸石直接转晶合成SSZ-13分子筛. 采用XRD, FTIR, SEM, N₂吸附-脱附和HRTEM等表征手段对晶化过程进行了跟踪, 发现180 ℃高温下晶化4.5 h即可获得高结晶度的SSZ-13沸石；且在该实验条件下, 晶化过程中晶粒出现了中空现象. 进一步结合SEM-EDS表征结果对中空现象的形成机理进行了研究, 发现主要是由于在低硅L沸石缓慢降解和SSZ-13快速成核和生长过程中, 存在晶粒中间部位较边缘硅铝比高的现象, 即晶粒硅铝比分布不均匀. 随着晶化时间的延长, 富硅的晶核会在碱液作用下选择性脱硅, 从而产生中空现象. 最后对合成的中空样品进行铜离子交换, 测试其对NO _x 的NH₃选择性催化还原反应的催化性能, 并结合NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）和H₂程序升温还原（H₂-TPR）表征对催化结果进行了分析.

为进一步确认合成样品中存在Si/Al比梯度，对图5中的SSZ-13-3 h样品进行EDS线扫描观察，选取距离左侧边缘不同位置的8个点，计算并绘制Si/Al比分布图. 由图6可见，在线扫描中选取的8个不同位置处的中间部位Si含量明显高于边缘部位，而Al在中间和边缘部位的分布无明显区别，即中间部分Si/Al比高，边缘部分Si/Al比低，晶粒中存在明显的Si/Al比梯度. 由此分析延长晶化时间晶粒出现中空现象的主要原因可能是晶粒中间和边缘存在硅铝比梯度，在碱性体系中，由于Si—O—Si键比 Si—O—Al键更易水解，中心部位较多的Si—O—Si键在碱性溶液和高温作用下发生选择性溶解，而边缘部位硅铝比较低，较多的铝对沸石骨架具有一定保护作用而未发生溶解，进而呈现出中空的状态［39，40］. 随着Si—O—Si键的溶解，邻近的Si—O—Al键也会失去稳定性而发生溶解，导致随时间的延长中空现象加剧，甚至出现棱角破损.