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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 催化 » 表征 » 【求助】ZSM-5水蒸气处理后XRD图
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summit9898

木虫 (正式写手)

[交流] 【求助】ZSM-5水蒸气处理后XRD图已有3人参与



如图在分子筛水蒸气处理的过程中发现，经过650度67%水蒸气（氮气做载气）5小时和10小时处理后，在7,8°间的峰强度增加，同时在23,24°的峰有所降低。
请教具体的原因？
另，ICP结果表明SiO2/Al2O3基本不变，27Al NMR分析54 ppm的峰形降低相当的明显。
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1楼2010-10-18 12:49:00
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xhtangxh

木虫 (著名写手)

有木有虫
★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
zhangwengui330(金币+2):谢谢应助！ 2010-10-18 18:40:14
tangjy(金币+1):谢谢回帖交流 2010-10-19 13:54:49
基本上可以肯定：样品a未经过焙烧除模板剂，因此7～9°间衍射峰的相对强度较低，而650度水蒸气基本破坏掉模板剂，提高了7～9°间衍射峰的相对强度。由于水蒸气处理不仅导致骨架脱铝，还可能破坏骨架结构的连续性，使颗粒破碎，降低结晶度，在22～24°的出现的衍射峰相对强度降低是正常的。
SiO2/Al2O3应以湿化学法确定或以NMR分析为准，ICP-AES测硅、铝等轻元素结果不太可靠，即使可靠也无法区分铝的状态，而27Al NMR分析可以进一步确定是否有非骨架铝。
PS：建议分子筛先进行焙烧处理(必要时还要进行离子交换)，然后再做水蒸气处理。无论如何，样品a与样品b、c不具对比性。
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2楼2010-10-18 16:36:04
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summit9898

木虫 (正式写手)
★ ★
zhangwengui330(金币+2):谢谢应助！！ 2010-10-18 18:37:12
首先，样品为H-ZSM-5，并不存在模板剂未焙烧完全的问题；23-24间的峰能够解释，但前面的峰不太好解释。
其次，目前我们有这样子的一个想法，根据27 Al NMR和XPS sputter的结果可以证实部分的四配位的铝脱离了原来的位置，生成较多的五配位和六配位的铝，由此产生的空穴由部分周围的硅给予补偿（这个在Y型分子筛上是成立的），因此结构没有塌陷，7-9度间的峰强度反而有所提高。不知是否可以如此解释？
引用回帖:
Originally posted by xhtangxh at 2010-10-18 16:36:04:
基本上可以肯定：样品a未经过焙烧除模板剂，因此7～9°间衍射峰的相对强度较低，而650度水蒸气基本破坏掉模板剂，提高了7～9°间衍射峰的相对强度。由于水蒸气处理不仅导致骨架脱铝，还可能破坏骨架结构的连续性， ...

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3楼2010-10-18 18:03:02
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xhtangxh

木虫 (著名写手)

有木有虫
★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
zhangwengui330(金币+2):欢迎讨论！！谢谢持续关注！ 2010-10-19 09:54:13
tangjy(金币+1):谢谢回帖交流 2010-10-19 13:55:05
可以负责任地告诉你，H-ZSM-5样品不可能是样品a那样的谱图，除非其孔道内吸附了大量水、有机物分子或骨架外平衡离子，具体原因就不赘述了，这一点有兴趣的话你可以查一下XRD原理方面的文献，另外也可以到IZA的官网上对照一下TPA-ZSM-5和H-ZSM-5的谱图看看，再或者你不怕浪费时间还可以搜出无数ZSM-5分子筛改性催化剂的表征文献自己总结一番。
如果你确认模板剂经焙烧已完全去除，可以考虑是否是孔道内含大量非骨架铝所致，这可以对比进行离子交换前后谱图确定。
我没有提到结构塌陷的问题，而是说“水蒸气处理...可能破坏骨架结构的连续性，使颗粒破碎，降低结晶度”，两者是完全不同的概念。
7～9°间衍射峰的相对强度不是“有所提高”而是大幅提高，但样品b、c相对于样品a的结晶度已明显可以看出是下降了(对比22～25°衍射峰相对强度)，这显然是骨架结构的连续性破坏导致颗粒破碎的直接结果，你可以通过SEM/TEM确证，而7-9°间的峰强度显著提高则是因为孔道内非骨架物种在水蒸气处理过程迁移至孔道外，与离子交换有异曲同工之效。
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4楼2010-10-19 09:38:19
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bbbaacd

木虫 (正式写手)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
问个小问题，ZSM-5体系相对结晶度的计算是用22-25o中间的那5个峰吧？7.8和8.8的谱峰的强度受外界的影响很大。如果你把ZSM-5分子筛放到水里煮一煮，烘干一下，再做XRD那两个峰也有变化的。
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Painpastispleasure
5楼2010-10-19 10:42:41
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summit9898

木虫 (正式写手)
十分感谢提供的信息。

综合目前的判断，应该是H-ZSM-5原粉未经焙烧测得的XRD图，其中含有较多的水；而水蒸气处理时温度为650度，生成了大量的非骨架铝（从NMR结果可以看出），并且迁移到了表面（XPS结果可以定论），从而使7-9度峰强度增加，同时分子筛的结晶度有所降低。
以前实验结果中给出过TEM的结果，会生成部分的介孔结构。
引用回帖:
Originally posted by xhtangxh at 2010-10-19 09:38:19:
可以负责任地告诉你，H-ZSM-5样品不可能是样品a那样的谱图，除非其孔道内吸附了大量水、有机物分子或骨架外平衡离子，具体原因就不赘述了，这一点有兴趣的话你可以查一下XRD原理方面的文献，另外也可以到IZA的官网 ...

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6楼2010-10-19 13:25:09
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