Zn/ZSM-5中Zn的赋存状态对其催化性能的影响

利用原位水热合成法、液相离子交换法、等体积浸渍法、机械混合法以及固相离子交换法制备具有不同赋存状态的Zn/ZSM-5分子筛，并通X射线衍射、透射电镜、27Al魔角旋转核磁共振谱等手段对Zn的赋存状态进行全面表征。结果表明：利用原位水热合成以及液相离子交换法可使Zn物种以Zn2＋形式迁移至分子筛阳离子位；机械混合法以及固相离子交换法可使Zn物种以骨架外ZnO的形式赋存于分子筛表面；等体积浸渍法引入的Zn物种同时以赋存于阳离子位的Zn2+以及分子筛外表面的ZnO颗粒形式存在；Zn物种与分子筛之间的协同作用使得Zn/ZSM-5分子筛在正庚烷催化裂解反应中提高了BTX（苯、甲苯、二甲苯）的收率及选择性。     

改性方法对Fe-ZRP分子筛性质的影响

采用固态离子交换法、液相离子交换法和液相浸渍法制备Fe-ZRP改性分子筛,通过XRD、XPS、SEM和吡啶吸附红外光谱分析等手段表征改性分子筛的理化性质以及Fe在分子筛上的分布、组成和转移情况,考察不同改性方法对改性分子筛性能的影响,并考察固相交换法中Fe负载量对改性分子筛性能的影响。结果表明：液相浸渍法和固相交换法中,铁的负载增加了表面L酸量,减少了B酸量,弱酸量增加明显,总酸量提高,而液相离子交换法对表面酸量影响较小;在分子筛中铁的形态主要分成孤立的Fe3+、铁氧化物团簇和氧化铁颗粒等3类,液相离子交换法主要将铁交换到骨架上,液相浸渍法和固相交换法的改性效果类似,都有部分铁进入骨架,后者造成表面氧化铁颗粒更多,但是基本达到了负载效果;固相交换法中,随着Fe负载量的增加,分子筛微孔面积和微孔体积下降,铁氧化物占据了一部分微孔,受到局部酸过量影响,结晶度也随之降低,酸性的变化并不是随负载量增加而线性改变,2%~3%的负载量为不产生颗粒聚集的极值,L酸量存在区域最大值。     

Zn、Ga改性多级孔ZSM-5分子筛的原位合成及甲醇芳构化催化性能

采用水热合成法原位合成了Ga和Zn改性的多级孔ZSM-5分子筛,采用XRD、FT-IR、SEM、NH3-TPD、BET等手段对制备的分子筛样品进行了表征,并对催化剂进行了催化甲醇芳构化反应性能评价。结果表明,合成的ZSM-5分子筛具有多级孔结构,Ga、Zn改性对催化剂形貌影响较小,但是能够调节分子筛表面L/B酸比例,B酸量明显减少,而L酸量明显增加。Ga、Zn金属改性明显提高了催化剂的活性和选择性。     

Zn引入量对ZSM-5甲醇芳构化反应性能的影响

通过掺杂法向ZSM-5分子筛中引入Zn,制得一系列Zn HZSM-5催化剂,并采用XRD、ICP-MS方法对催化剂进行表征。使用固定床反应装置上考察了Zn负载量对甲醇芳构化反应(MTA)的影响。结果表明,经过Zn改性过的ZSM-5分子筛晶型结构基本没有发生变化,Zn O在ZSM-5分子筛表面分布比较均匀。Zn能提高HZSM-5的MTA反应活性和BTX选择性,1%Zn负载量可使芳烃收率可达到27%,同时催化剂兼具较长的使用寿命。     

Zn、Ga改性ZSM-5/SAPO-34复合分子筛的制备及其甲醇芳构化应用

采用外延生长法合成了ZSM-5/SAPO-34复合分子筛,并通过浸渍法用金属离子Zn和Ga对其进行了改性。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、吡啶-原位傅里叶红外变换光谱(Py-IR)、氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)、氮气吸附脱附(BET)等手段对制备的分子筛样品进行了表征,并对催化剂进行了甲醇芳构化催化性能评价。结果表明,在复合分子筛的基础上,加入金属使分子筛的比表面积和孔容减小,且双金属改性可有效调整分子筛表面L/B酸比例,明显提高了分子筛在甲醇芳构化中的催化活性和选择性。     

不同制备方法对醛氨缩合催化剂Pb/HZSM-5性能的影响

Pb／HZSM-5是一种具有较强催化活性的醛氨缩合催化剂，其主要特点是反应条件温和、择形选择性高、副产物较少。不同制备方法对醛氨缩合催化剂Pb／HZSM-5分子筛固相性质的影响较大，从而改变了催化性能。与浸渍法、机械混合法相比，采用离子交换法制备Pb／HZSM-5分子筛催化剂具有较好的固相性质，积炭量(质量)只有6．43％，烷基吡啶的收率(质量)可达79．29％．。     

类固相法合成具有片状形貌的ZSM-5分子筛

采用类固相合成法,在H2O/SiO2摩尔比为0.5~1.0的条件下,采用高压喷雾混合技术,合成了具有片状结构形貌的ZSM-5分子筛,解决了类固相合成体系中,由于水含量较低,固、液两相混合不均匀的问题。结果表明,在形貌方面,ZSM-5分子筛晶粒形状不规则,表面粗糙,具有片层结构形貌;在孔结构方面,ZSM-5分子筛比表面积为405 m2/g,孔体积为0.37 cm3/g,具有多级孔分布的特点。研究了合成条件对ZSM-5分子筛性能的影响,Na2O/SiO2摩尔比为0.03~0.13时均能合成出ZSM-5分子筛,当复合表面活性剂P与SiO2摩尔比为0.036、晶化时间为20 h时,ZSM-5分子筛结晶度最高达到112 %。研究了晶化过程中水的作用,水主要以水蒸气形态存在,水蒸气主要起到传热作用。合成的ZSM-5分子筛具有较好的柴油加氢异构降凝性能,当柴油凝点降至-35 ℃时,柴油收率达到95.50 %,具有较高的柴油收率,同时产品性质较好。     

锌改性HGaZSM-5分子筛催化甲醇制芳烃（MTA）反应性能

通过水热合成法制得GaZSM-5分子筛,经酸交换成得到氢型分子筛HGaZSM-5。采用浸渍法、机械混合法和离子交换法制备出一系列Zn改性GaZSM-5分子筛,分别记作WI,PM,IE。采用XRD、SEM、FT-IR、XPS、ICP、低温氮气吸脱附、NH3-TPD和Py-IR等技术对其进行物化性质表征,并在连续流动固定床反应器上进行甲醇制芳烃（MTA）反应性能评价。结果表明,改性方法对分子筛的晶体结构没有影响,对孔径分布数量有一定的调变作用。锌改性降低了强酸强度并减少强酸量,提高L酸比例。氧化锌和与骨架有强相互作用的锌均能提高芳烃选择性,浸渍改性的锌负载量（w）超过3.0%时会导致催化剂快速积炭失活。机械混合法所得分子筛的B酸和锌活性中心的协同作用最好,平均芳烃选择性达到44.39%,使用寿命为216 h。     

ZSM-5分子筛的类固相体系合成及其晶化机理初探

采用具有液相和固相双相转化机理为主导的类固相体系分子筛合成方法,合成了ZSM-5分子筛.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和低温氮气吸附-脱附技术对合成样品进行了表征,结果表明,该体系合成的ZSM-5分子筛相对结晶度高,无杂晶,晶粒规整,具有高的比表面积和孔容,并呈现多级分布的孔道结构.与常规方法合成样品相比,具有合成周期短、投入产出比高、单釜产率可提高300%的优点.结合实验过程对类固相体系合成ZSM-5沸石的晶化机理进行了初步探索.     

EU-1分子筛的快速合成及表征

采用固相原位转化法在HMBr2-Na2O-Al2O3-SiO2-H2O体系中快速合成出高结晶度的EU-1分子筛,晶化时间明显缩短,从水热合成时的168h缩短至28h;考察了水添加量对晶化过程的影响,发现在较低的液固比(n(H2O)∶n(SiO2)=4.2~6.9)条件下,产物具有较高的结晶度。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、热重-差热分析、N2吸附及红外光谱等测试手段对EU-1分子筛的物化性能进行了表征。表征结果显示,固相原位转化法与水热法合成的EU-1分子筛具有相同的EUO拓扑结构,为1~5μm的团聚体,由0.3~0.8μm的亚微米级颗粒团聚而成;比表面积为336m2/g,孔体积为0.33cm3/g;固相原位转化法与水热法合成的EU-1分子筛经历不同的晶化过程。     

Ag 改性ZSM-11分子筛催化剂的制备及其重油催化裂解性能评价

以具有微介复合结构的ZSM-11分子筛为活性组分,采用初湿浸渍法对分子筛进行Ag改性,并将其制备成催化剂。采用X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、Py-FT-IR光谱、NH3-TPD技术和UV-Vis光谱对样品进行表征,结果表明：少量Ag物种对ZSM-11的结构影响较小,其在ZSM-11中的主要存在形式为Ag+、Agn+或Agm;此外,Ag物种还可调变酸性,增加强L酸量。在固定床重油微反装置上对Ag改性催化剂进行评价,结果表明：ZSM-11分子筛中少量Ag物种的引入可显著增强其水热稳定性,提高催化剂的裂解活性;而引入大量Ag时,强L酸量增加,会促进干气和焦炭的生成,降低低碳烯烃的选择性,对反应不利。     

Cd-ZSM-5沸石催化剂的制备、表征和芳构化催化性能

采用离子交换、浸渍和混合三种方法制备镉改性ZSM-5沸石催化剂,考察了改性方法和镉含量对催化剂的表面酸性和Cd状态以及芳构化性能的影响。结果表明,加入镉降低了B酸性,Cd~(2+)与沸石结合形成了L_(1612)酸中心,其生成量取决于改性方法和Cd含量,并与芳构化活性提高有直接关系。     

制备方法对磷锆复合改性ZSM-5分子筛及其催化裂化性能的影响

在组合使用烘干、焙烧、水热老化处理的不同方法制备了磷改性ZSM-5分子筛的基础上,引入金属组分锆制备了磷锆复合改性ZSM-5分子筛系列试样（标记为PHZ-Z 5,PBZ-Z 5,PLZ-Z 5）,并以复合改性分子筛为活性组分制备了催化裂化助剂,使用XRD,BET,NH3-TPD,XPS等方法对经水热老化处理后的磷锆复合改性后分子筛进行了表征,在先进的催化裂化催化剂评价装置（ACE）上,考察评价了不同改性方法制备所得催化助剂对重油催化裂化生产丙烯的影响。结果表明:在连续依次经烘干、焙烧、水热老化处理所得磷改性ZSM-5分子筛后,接着引入锆制备的磷锆复合改性分子筛水热老化试样PLZ-Z 5 L保留有最多的微孔结构和总酸量;当含PLZ-Z 5试样组分制备的催化助剂应用于重油催化裂化反应时,具有最高的丙烯和液化气收率,分别为8.66%和28.41%。     

锆改性Y型分子筛的水热稳定性及催化裂化性能

采用无水乙醇浸渍法和水溶液离子交换法制备了锆改性Y型分子筛,通过X射线粉末衍射（XRD）、氮气吸附脱附,固体核磁共振（27Al MAS NMR）、傅里叶红外光谱（FT-IR）等手段进行表征,结果表明：所制备的锆改性Y型分子筛具有较好的微孔结构和较高的水热稳定性,锆很难与分子筛骨架铝发生同晶置换作用;采用无水乙醇浸渍法更有利于锆进入分子筛孔道中与骨架铝氧四面体相互作用,所制备的分子筛具有更高的结晶度和比表面积,更好的水热稳定性;含有锆改性Y型分子筛的裂化催化剂具有较高的重油转化能力和汽油收率,抗重金属污染能力强。     

Catalytic aromatization of ethane on zinc-modified zeolites of various framework types

Zeolites of the ZSM-5, ZSM-8, ZSM-11, and ZSM-12 framework types have been prepared by hydrothermal synthesis from alkaline alumina-silica gels, and modified with zinc by the impregnation method. The acid properties of the zeolites have been examined, and it has been found that the catalysts differ from one another in distribution and relative amount of acid centers of various types. The feasibility of the direct chemical conversion of ethane to aromatic hydrocarbons on the zinc-containing zeolites of various framework types has been shown. It has been found that the structure of high-silica zeolites affects the activity and selectivity of the zinc-containing catalysts prepared from them. It has been shown that the most effective catalyst for the ethane-to-aromatics conversion process is the zinc-modified ZSM-5 type zeolite.     

高稳定性分子筛的催化裂化性能研究

通过改变分子筛阳离子交换及气相超稳改性的程度工业生产出不同晶胞大小的系列高稳定性分子筛HSZ。为了考察这些分子筛的催化裂化反应性能,分别以所开发的HSZ-3,HSZ-4,HSZ-5分子筛为活性组元中试制备了催化裂化催化剂,并通过固定床自动微反活性评定仪和ACE固定流化床微反装置对其催化裂化反应性能进行了考察比较。结果表明,与以水热法分子筛为活性组元的催化剂相比,以气相法工业制备的高稳定性分子筛为活性组元的催化剂具有较强的重油裂化能力,较高的汽油、轻质油及总液体收率,较好的焦炭选择性。     

新气相超稳法工业生产的高稳定性分子筛结构与性能研究

为了提高催化裂化催化剂的活性组元分子筛的稳定性和活性，通过改变分子筛阳离子交换及气相超稳改性的程度，设计并且工业制备5种不同晶胞大小的高稳定性分子筛HSZ-1，HSZ-2，HSZ-3，HSZ-4，HSZ-5，采用X射线衍射、N2吸附-脱附及傅里叶变换红外光谱等方法对其结构与性能进行分析表征。结果表明，所开发的HSZ系列分子筛具有结晶度高、比表面积大以及热稳定性和水热稳定性高的特点；并且，随着分子筛超稳程度的提高，分子筛的晶胞常数减小、SiO2含量升高、总酸量降低、B酸与L酸酸量比值降低、小笼羟基减少、末端硅羟基增多，但是，不同超稳程度的分子筛的大笼羟基均保持完好的结构。另外，HSZ系列分子筛均含有骨架四配位铝及非骨架六配位铝物种，超稳程度的提高使得非骨架铝含量增加；超稳程度最高的HSZ-1分子筛除了具有4种Si配位状态以外，还有Si碎片存在。