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

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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.

图11所示为Cu2+交换前后样品的 NH₃-TPD曲线. 可以看出，晶化6 h和8 h制得的样品Cu2+交换前后均在180 ℃和450 ℃附近出现了较强的NH₃脱附峰，其中低温区180 ℃附近的峰是吸附在弱 Lewis 酸位的NH₃脱附峰，而在高温区450 ℃附近的峰则是由吸附在 Br?nsted酸位的 NH₄+脱附分解产生. 此外， Cu2+交换后的样品在280 ℃附近还出现了一个脱附峰，是由吸附在孤立态Cu2+产生的强 Lewis 酸位的 NH₃脱附造成的. 两个样品在低温、中温和高温处的脱附峰温度相近，表明两个样品酸强度相近. 但对比分峰拟合面积计算结果（Table S1，见本文支持信息）可以看出， Cu-SSZ-13-8 h样品较Cu-SSZ-13-6 h样品具有更多的酸性位和更大的酸量，这是Cu-SSZ-13-8 h的NO催化还原活性尤其是低温活性略好于Cu-SSZ-13-6 h的原因. 同时也反映了随晶化的进行，晶粒选择性脱硅形成中空的同时，脱下来的硅铝碎片可能进一步又组装形成新的晶粒，从而使得较长时间晶化所得的样品酸强度和酸量并没有明显降低，反而有所提高.