ICS 71.100.99 CCS G 74
SH
中华人民共和国石油化工行业标准
NB/SH/T03392021
代替SH/T0339—1992
八面沸石分子筛晶胞参数的测定
X射线衍射法
Standard test method for determination of the unit cell dimension of
faujasite-typezeolite by X-ray diffraction
2022-05-16实施
2021-11-16发布
国家能源局 发布 NB/SH/T0339—2021
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替SH/T0339一1992《NaY分子筛晶胞大小测定法》，与SH/T0339一1992相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：
a）将文件名称由“NaY分子筛晶胞大小测定法”更改为“八面沸石分子筛晶胞参数的测定X射线衍射法”：
b）将范围由“NaY分子筛”更改为“八面沸石分子筛”（见第1章，1992版的第1章）； c）增加了“规范性引用文件”（见第2章）； d）增加了“术语和定义”（见第3章）； e）更改了方法概要（见第4章，1992版的第2章）； f）增加了“方法应用”（见第5章）； g）增加了仪器与设备（见第6章，1992版的第3章）； h）更改了“硅粉标样”的说明（见第7章，1992版的3.2）； i）增加了“推荐试验条件”（见8.1)； j）增加了关于“双峰法”试验步骤与计算公式（见8.3和9.2)； k）增加了晶胞参数计算实例（见9.1.2）； 1）更改了收集26范围“50°~60°”（见8.2.4，1992版的4.2）。 m）更改了衍射峰20获取方式，将3/4峰高中点法更改为软件获取26角度（见8.2.5，1992版的
4.3)。
请注意，本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任本文件由中国石油化工集团有限公司提出。 本文件由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会石油燃料和润滑剂分技术委员会（SAC/TC280/
SC1）归口。
本文件起草单位中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院、中国石化催化剂有限公司、中国石油化工股份有限公司催化剂长岭分公司、中国石油化工股份有限公司催化剂齐鲁分公司。
本文件主要起草人：黄南贵、李叶、蒋帮开、宿艳芳。 本文件所代替文件的历次版本发布情况为：
-1992年首次发布为SH/T0339—1992；本次为第一次修订。
1 NB/SH/T0339—2021
八面沸石分子筛晶胞参数的测定 X射线衍射法
警示：本文件的应用可能涉及某些有危险性的材料、操作和设备，但并未对与此有关的所有安全问题都提出建议。用户在使用本文件之前有责任制定相应的安全和防护措施，并确定相关规章限制的适用性。X射线对人体可能导致电离辐射危害，应确保衍射仪及各种安全防护设施工作正常。
1范围
本文件描述了用X射线衍射法测定八面沸石分子筛晶胞参数的方法。 注：八面沸石包括合成的Y型、X型以及改性分子筛，如不同阳离子交换型、脱铝、脱阳离子和超稳Y等类型。 本文件适用于不同制备工艺的八面沸石分子筛样品，以及含有这些分子筛的催化剂和吸附剂。样
品中分子筛含量可以低至5%，例如裂化催化剂。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T6679固体化工产品采样通则。 JB/T11144X射线衍射仪。
3术语和定义
本文件没有需要界定的术语和定义。
4方法概要
内标法：将待测样品与硅粉混合。收集混合样的X射线衍射图，以硅粉为内标，校正八面沸石分子筛衍射峰的位置，采用内标法计算八面沸石分子筛的晶胞参数。双峰法：在指定的试验条件下收集样品（111）和（533）两个衍射峰的XRD谱图，采用双峰法计算八面沸石分子筛的晶胞参数。
5方法应用
5.1Y型和X型分子筛是催化剂和吸附剂应用中的主要品种。含Y型分子筛一般用于流化催化裂化（FCC）和加氢裂化，而含X型分子筛的吸附剂则用于干燥、硫化物脱除和空气分离。 5.2八面沸石属于立方晶系，晶胞参数的变化区间为2.42nm~2.50nm（24.2A~25.0A）。其晶胞参数可以很灵敏地反映组成变化：另外晶胞参数还用于区分两种（X型和Y型）合成八面沸石分子筛（由于含Y型分子筛催化剂中存在基质，难以用元素分析方法直接确定分子筛骨架组成）。 5.3骨架组成和晶胞参数之间的相关性决定于分子筛特定的阳离子型式。例如，蒸汽或热处理可以改变组成和阳离子型式。使用本文件需确定所测分子筛样品的相关性（参见参考文献）。此外，当仅使用
- NB/SH/T0339—2021
本文件确定晶胞参数时，不涉及相关性问题。 5.4当样品中有其他结晶物质存在时，其衍射图谱可能会对所选分子筛的衍射峰造成干扰。如果有理由怀疑存在这些成分，应在全衍射范围中选择没有干扰的分子筛衍射峰进行试验
6 仪器与设备
6.1X射线衍射仪：符合JB/T11144要求的粉末衍射仪，数据采集和数据处理全部由计算机控制，辐射光源为CuK。。测角仪角度准确度优于0.02°（20），仪器分辨率优于60%，综合稳定性优于±1%。 6.2 烘箱：控制温度120°±5℃。 6.3 恒湿器：实验室用玻璃密闭容器，内盛氯化钙过饱和溶液，相对湿度约35%，温度18℃~28℃。 6.4 恒温恒湿箱：控制相又对湿度约60%，温度18℃~40℃ 6.5 天平：感量为0.01g。 6.6 研钵：玛瑙材质，直径120mm。 6.7 筛子：不锈钢材质，孔径小于75μm。 6.8 称量瓶：玻璃材质，体积10mL，直径35mm。
试剂与材料
7
硅粉标样：X射线衍射硅粉末标准物质，研磨至粒径小于5μm，适用于粉末衍射测量。 注：X射线衍射硅粉末标准物质产品编号：GBW（E）130014。
8 试验步骤
本文件推荐使用的仪器参数及试验条件见表1。
8.1
表1 仪器参数及试验条件
仪器类型电流/mA 电压/kV
3kW型 40 40
18kW型 250
40
Sy SS%0 .RSO 15mm
y2°，SS2,RS0.15mm mm,SS1mm,RS0.15mm
狭缝
sS1 mm, RS0.15 步径0.02°， /mi 步径0.02° 寸间1
DS1
DS
连续步进内标法双峰法
步径0.02°，1°/min 步径0.02°，时间1s
扫描方式
50°~ 5.5°~7.50 22.5°~250
50°~60° 5.5°~7.50 22.5°~250
扫捕范围（29）
Ni滤波片或石墨单色器闪烁计数器或矩阵探测器
Ni滤波片或石墨单色器闪烁计数器或矩阵探测器
X射线纯化模式
探测器
8.2内标法采用如下测试程序。 8.2.1将约1.5g粉末分子筛样品放人称量瓶（6.8）中，烘箱（6.2）设置120℃，烘干1h。
注1：在试样吸水前，烘干目的是为了除去了试样中过量的水。
2 NB/SH/T0339—2021
注2：大多数催化剂样品在收到时不含过量的水，遇到这种情况可以省略烘干步骤注3：一些对温度较敏感的样品可以采用较低的烘干温度，
8.2.2将1g粉末分子筛试样与约0.05g硅粉标样放人研钵（6.6）中充分研磨混合。用筛子（6.7）筛取粒径小于75μm的试样，然后将该试样摊成薄层放人恒湿器（6.3）或恒温恒湿箱（6.4）中吸水 16h以上。 8.2.3将吸水试样压片后装入衍射仪样品架中。 8.2.4收集26角在50°~60°范围内的X射线衍射图。 8.2.5用软件获取分子筛衍射峰在53.4°和57.8°26处的角度以及硅衍射峰在56.1°26处的角度，读数保留至少小数点后3位。
注1：使用较小的狭缝有助 于得到更好的分辨率注2：在一些催化剂样品中， 如果28角在53.4°和57.8°处衍射峰强度可能不足以进行精确测量，可选择衍射谱图
26处于32°以下区间。
注3：如果仪器软件具有去除CuK，的功能，在采用低角度衍射时（20°~32°范围 内）则可开启这一功能注4：当使用高角度衍射强度较低时，例如含稀土的平衡催化剂 1，可选择测量20角23.5°、26.9°和31.2°附近的分
子筛衍射峰和28.5°处的硅衍射峰（CuK。）。 8.3双峰法采用如下测试程序。 8.3.1取约1g待测试样放入研钵中充分研磨，用筛子筛 筛取粒径小于75μm的试样并将其于烘箱中 120℃烘干1h，然后放入恒 互湿器或恒温恒湿箱中吸水16h以上，有些试样可能需要更长的平衡时间。 8.3.2将吸水试样压片后装人衍射仪样品架中 8.3.3收集待测试样（111 晶面（29=5.5°~7.5°）和（533）晶面（26=22.5°~25°）衍射峰。试验的衍射谱图如图1所示。 8.3.4获取待测试样（111）晶面和（533）晶面的衍射角（20在6°和23.6°附近），读数保留至少小数点后3位。
10000
SH
(533)
111)
5000
25
23
24
20/(°)
26/0
图1 八面沸石分子筛的 （111） 和（533）衍射峰
9计算
9.1内标法 9.1.1通过分子筛的测量值加修正量（硅衍射峰计算值减去硅衍射峰测量值）的方法来校正待测分子筛衍射角。当采用CuK。辐射时，硅衍射峰的计算角度为56.123°（20）；用CuK。辐射时计算角度为 56.173°（20)。
注1：当使用硅粉较低衍射角时其相应计算29角度为28.443°（CuK。）和28.467°（CuK。）。 注2：催化剂载体的某些组分可能对测试峰存在干扰。例如，石英可能会干扰26.9°的反射。当有干扰发生时．使
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硅粉
分子筛
分子筛，
53
55
5A
56 20
26
57
58
图2NaY与硅粉混合样的衍射图
9.2双峰法 9.2.1采用X射线衍射专用数据处理软件读取5.5°~7.5°范围内衍射角度，记为2，，使用类似方法读取23°~24.5°范围内衍射角度，记为262。按照式（3）计算（533）衍射峰与（111）衍射峰的角度差值。
A9=（20,-20,）/2
(3)
式中： 2§2—试样（533）衍射峰的角度值，单位为度（°）； 26, 一试样（111）衍射峰的角度值，单位为度（°）。
9.2.2按式（4）计算八面沸石分子筛的晶胞参数a。
a=(C,-C,xcos)/sin△
(4)
式中：
一试样的晶胞参数，单位为纳米（nm）； A—（533）衍射峰与（111）衍射峰的角度差值，单位为度（°）；
C,、Cz—与辐射波长有关的计算常数。
当采用CuK辐射时，波长入=0.154178nm（1.54178A），C,=0.2734，C,=0.1350：用CuK辐射时，波长入=0.154060nm（1.54060A），C,=0.2730，C,=0.1348。
10精密度
10.1概述
本文件采用内标法和双峰法测定八面沸石分子筛的晶胞参数，内标法精密度是根据12个实验室6 个样品测量结果、双峰法精密度是根据6个实验室20个样品的测试结果，按照GB/T6379.2一2004给出的统计方法来确定。按以下规定判断试验结果的可靠性（95%置信水平）。 10.2重复性（r)
在同一实验室，由同一操作者，使用同一仪器，按照相同的试验方法，对同一试样连续测定，所得两次独立测定结果的绝对差值不应大于表4中给出的数值。
5 NB/SH/T0339—2021
10.3 再现性（R)
在不同实验室，由不同操作者，使用不同仪器，按照相同的试验方法，对同一试样进行测定，所得两次单一、独立测定结果的绝对差值不应大于表4中给出的数值。
表4精密度数据重复性（r)
单位：纳米
再现性（R) 0.0040 0. 0030
方 法内标法双峰法
0.0020 0.0015
11 报告
报告至少应包含以下信息： a）晶胞参数a，单位为纳米（nm），保留小数点后4位数字； b）采用的测试方法（内标法/双峰法）。
川
福
6