Fe-Zn共改性ZSM-5催化作用下生物质快速热解特性研究

选取木屑和花生壳作为原料进行生物质热解，研究有机产物分布，催化剂使用Fe、Zn两种金属元素进行改性。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、傅里叶红外（FT-IR）、比表面积测试（BET）对Fe-Zn改性的ZSM-5进行分析。使用闪速裂解-气质联用仪（PY-GC/MS）对原料进行热解，探究生物质催化热解的产物分布变化。催化剂的使用使得芳烃类产物产率获得较大提升，在木屑热解中，Fe负载的分子筛催化获得了酚类的最高产率，比ZSM-5催化热解产率提升18.30%。金属改性催化剂在花生壳热解中，大幅提升了芳烃类产物产率，其中Zn负载催化剂芳烃类产物产率最高，Zn负载催化热解比直接热解的酚类产率降低了18.92%。Zn负载催化获得了最低的酮类产率，与直接热解相比酮类产率降低19.74%，显示出较强的脱羟基效果。此外Zn负载催化和Fe-Zn双金属负载催化在花生壳热解中都大幅降低了酸类产物产率，与直接热解相比酸类产率分别降低了30.46%、36.71%。     

金属改性多级孔HZSM-5分子筛催化甲醇制芳烃反应研究

采用双模板剂水热合成的HZSM-5分子筛为纳米多级孔分子筛,用超声的方法将金属M1和M2负载在分子筛上,负载后的催化剂催化甲醇制芳烃MTA反应,并对合成的HZSM-5分子筛和金属负载后的HZSM-5进行了XRD、TEN、BET、NH_3-TPD表征分析。研究表明:采用上述方法合成的催化剂催化MTA反应,在反应温度400℃,反应压力0.5 MPa,反应空速1.0h~(-1),产物中芳烃的选择性提高了16.8%。催化剂表征分析表明:采用双金属同时负载ZSM-5分子筛催化剂,金属粒子均匀分散在HZSM-5分子筛表面,分子筛双金属同时负载时,部分弱酸以及强酸性位都会向中强酸性位转变,催化剂的稳定性大大地提高了。     

锌负载量对多级孔ZSM-5分子筛甲醇制芳烃影响

甲醇制芳烃技术是煤化工领域的研究热点之一,提高甲醇制芳烃催化剂ZSM-5分子筛催化活性和寿命是工业化关键。通过浸渍法对酸碱处理后的多级孔ZSM-5分子筛进行锌负载改性以提高芳烃选择性并延长使用寿命。考察不同锌负载量对甲醇制芳烃性能的影响。利用XRD、N2吸附-脱附、Py-IR和NH3-TPD等对样品进行表征,评价其甲醇制芳烃催化性能。结果表明,Zn物种可以很好地分散在多级孔ZSM-5分子筛中,最佳Zn负载量(质量分数1%)改性后分子筛催化剂BTX收率明显增加,寿命延长。     

Zn改性对Ni/ZSM-22催化剂费托重柴油异构降凝性能的影响

采用离子交换、成型、负载方法对ZSM-22分子筛进行改性，得到不同Zn负载量的ZSM-22分子筛载体，通过X射线衍射、N2物理吸附?脱附及吡啶吸附红外等表征其物化性质。以改性ZSM-22分子筛为酸性组分、Ni为金属组分制备Ni基加氢异构催化剂，以费托重柴油为原料对其异构降凝性能进行评价。结果表明，离子交换对分子筛结构影响较小，且Zn在分子筛表面呈高度分散状。分子筛负载Zn可降低Br?nsted (B)酸与Lewis (L)酸的酸量比值(B/L)，且随Zn负载量增加，B/L值降低，异构烃收率提高，有效抑制裂解反应，提高柴油收率。负载Zn可明显降低重型柴油冷滤点，随Zn负载量逐渐提高，冷滤点上升。在金属加氢性能相同时，减少B酸含量有利于提升催化剂上金属位与酸性位的匹配及重型柴油异构性能。以所制Zn负载量为0.42wt%的Ni基分子筛催化剂在柴油的冷滤点达到国六车用柴油标准-10#柴油要求(冷滤点?5℃)时，柴油收率仍高达90.65%。     

改性介微孔ZSM-5分子筛催化剂制备及催化甲苯甲醇烷基化反应性能

将微孔ZSM-5分子筛通过不同浓度的氢氧化钠溶液处理不同的时间制备不同的介微孔ZSM-5分子筛,然后负载五氧化二磷制备介微孔ZSM-5分子筛催化剂,对介微孔ZSM-5分子筛负载五氧化二磷催化剂进行甲苯甲醇烷基化反应评价。其中氢氧化钠溶液浓度为1.0 mol/L、处理时间为30 min得到的介微孔ZSM-5分子筛负载五氧化二磷催化剂催化甲苯甲醇烷基化反应的活性较高。对介微孔ZSM-5分子筛负载五氧化二磷催化剂进一步采用铂进行改性,将制备的催化剂用于甲苯甲醇烷基化反应,在460 ℃条件下连续反应505 h,甲苯转化率保持在10.9%,二甲苯中对二甲苯的选择性保持在96%以上。研究结果表明,五氧化二磷、铂改性的介微孔ZSM-5分子筛催化剂具有优异的甲苯甲醇烷基化反应性能。     

C_4液化气芳构化制芳烃催化剂的研究

在HZSM-5（SiO2/Al2O3=38）分子筛上,经金属改性制备了碳四液化气芳构化催化剂,并对催化剂进行了表征。在100 mL固定床实验装置上,考察了金属改性对催化剂物化性质、芳构化活性以及稳定性的影响,结果表明,金属改性能显著提高催化剂芳构化活性,由Zn和Ga共同改性的HZSM-5分子筛酸性分布更加合理,并能进一步促进碳四液化气芳构化制芳烃催化剂活性和稳定性的提高。     

改性对ZSM-5分子筛芳构化性能的影响

ZSM-5分子筛由于具有独特的择形性、良好的水热稳定性、耐酸和抗积碳性能,因而被广泛应用于芳构化过程。综述了国内外对ZSM-5分子筛芳构化催化剂的改性方法。Zn的加入不仅能促进低碳烃的芳构化反应,而且能增强催化剂的抗积碳性能。随着磷的引入,液体收率增加,芳烃含量增加。Ga离子交换改性的ZSM-5对低碳烃类的芳构化有明显的催化作用。P—Zn／HZSM-5催化剂不仅表现出较高的初活性,而且具有良好的稳定性。经水热处理的ZSM-5分子筛具有良好的芳构化稳定性。纳米HZSM-5沸石催化剂具有很强的烃类转化能力,烃类通过芳构化、异构化和烷基化等反应转化为高辛烷值的异构烷烃和芳烃。     

Ga/ZSM-5催化剂上乙醇芳构化研究

采用Na2CO3水溶液处理法制备了多级孔ZSM-5分子筛,采用BET、NH3-TPD、SEM、XRD等手段进行了表征,研究了碱处理前后ZSM-5分子筛孔结构、表面酸性、形貌和晶相的变化。采用浸渍法制备了碱处理ZSM-5分子筛负载金属镓的Ga/ZSM-5催化剂。结果表明,碱处理后ZSM-5分子筛形成了较多介孔,ZSM-5分子筛的比表面积、孔容和孔径均有增加。比表面积由338 m2/g增大到364 m2/g,平均孔径由处理前的1.92 nm增大到37.94 nm。碱处理后ZSM-5分子筛的形貌和晶相变化不大,酸强度与酸量有所下降。在固定床反应器中进行了乙醇芳构化性能评价。在400℃、0.5 MPa、1.0 h-1的条件下,乙醇转化率接近100%,芳烃收率达到74.25%。     

金属改性ZSM-5分子筛催化剂应用于甲醇制烯烃

甲醇制烯烃是重要的生产低碳烯烃技术,ZSM-5是MTO/MTP中常用的分子筛催化剂之一,目前众多研究者通过金属改性ZSM-5分子筛催化剂以达到提高其催化性能的目的。本文综述了近年来甲醇制烯烃技术中ZSM-5分子筛催化剂的研究应用,对ZSM-5分子筛催化剂基础性研究进行分析,从ZSM-5分子筛催化剂酸性、晶粒粒径和硅铝比之间的相互影响及对催化剂活性的影响进行了分析,总结了甲醇制低碳烯烃反应机理和催化剂积炭与失活及再生的情况。在以上基础上重点探讨了ZSM-5分子筛的金属改性,包括碱土金属、过渡金属、稀土金属、贵金属以及多组分金属改性对催化剂活性、稳定性的影响。最后,对ZSM-5分子筛催化剂用于甲醇制烯烃的发展方向做出了展望,提出以催化剂及催化剂改性的作用机理为出发点,研制出高选择性、高活性及高稳定性的分子筛催化剂仍是甲醇制烯烃技术工业应用的突破点。     

多级孔MFI分子筛合成及催化性能研究

采用水热合成法,以四丙基氢氧化铵为微孔模板剂、十六烷基三甲基溴化铵为介孔结构导向剂合成了多级孔ZSM-5分子筛,又进一步对合成出的ZSM-5分子筛进行后处理改性。结果表明,经过后处理的多级孔ZSM-5分子筛使芳烃收率进一步提高,其中负载Zn的多级孔ZSM-5分子筛的催化性能最好。