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。     

负载杂多酸催化剂的表征及催化合成乙酸正丁酯的研究 Ⅱ.负载杂多酸催化剂的酸性及催化酯化反应性能

对浸渍法制备的以硅胶、中性氧化铝和β沸石为载体的SiW12杂多酸负载型催化剂，采用TPD法测试了催化剂酸性，在间歇反应器中测定了催化剂的酯化活性。结果表明：载体种类对负载杂多酸催化剂的催化活性有很大影响，催化活性大小的顺序为：硅胶＞分子筛＞中性氧化铝。酸性载体制得的负载型杂多酸催化剂，较原载体酸量均增大，酯化活性有很大提高。说明催化酯化反应的活性中心是催化剂表面的B酸中心。催化剂B酸量和催化活性均与负载量呈顺变关系，但增加的趋势逐渐减缓。     

负载型杂多酸催化苯硝化反应研究

制备了3种 Keggin 型杂多酸,利用 IR 对其结构进行了表征,并对其催化苯液相硝化反应的性能进行了研究。采用等体积浸渍法制备了负载型磷钨杂多酸催化剂,考察了 SiO_2、活性炭、5A 分子筛、γ-Al_2O_3等载体对其催化性能的影响,以及催化剂的重复使用效果。结果表明,SiO_2负载的磷钨杂多酸催化剂具有较好的催化活性,在 V(苯)/V(硝酸)=1:3(摩尔比为1:3.5),反应温度75℃,反应时间3 h,负载型催化剂用量占总反应原料质量2%的条件下,硝基苯的收率为60.6%。     

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。     

全硅β分子筛负载Pd整体催化剂的制备及其催化甲苯燃烧性能

采用水热晶化法合成了全硅β分子筛,并以此为载体制备了堇青石/Pd整体催化剂;采用XRD、N2吸附-脱附和SEM等技术对催化剂进行了表征;考察了催化剂制备方法、全硅β分子筛涂敷量、Pd负载量、水蒸气和气态空速对该催化剂催化甲苯燃烧反应性能的影响。实验结果表明,全硅β分子筛的加入提高了Pd整体催化剂的催化活性,并明显改善了催化剂的抗水性;与涂敷-浸渍法相比,采用浸渍-涂敷法制备的催化剂具有更高的催化活性,甲苯完全转化温度降低了近50℃;在全硅β分子筛的质量分数为7.9%和Pd质量分数为0.50%时,该整体催化剂表现出较好的活性。     

湖南农业大学开发负载型杂多酸催化剂催化乙醇脱水制乙烯

乙醇脱水制乙烯工艺，在我国还有些中小型化工企业采用。该工艺选用的催化剂主要是活性Al2O3、杂多酸、分子筛等。活性Al2O3催化剂价格便宜，活性和选择性较好，但是反应温度高，反应空速低，能耗高，设备利用率低。杂多酸催化剂反应温度低，选择性和收率高，但催化剂制备技术要求高，价格昂贵。分子筛催化剂催化活性和选择性高、稳定，反应温度低，反应空速大，但催化剂寿命短，放大倍数小，限制了其工业化生产。基于以上各个催化剂的优缺点，湖南农业大学理学院应用化学系研制了一种新型的负载型杂多酸催化剂并用于催化乙醇脱水制乙烯，研究了杂多酸浸渍浓度，浸渍时间，焙烧温度及时间对催化剂活性的影响，以找出制备该催化剂的最佳条件。     

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。     

高岭土/尿素插层复合材料合成ZSM-5分子筛及表征

研究了直接插层法制备高岭土/尿素插层复合材料和以该材料采用原位技术合成含ZSM-5分子筛的催化复合材料。重点研究了插层率、脱嵌速率、插层复合材料加入量对合成分子筛复合材料的影响。采用粉末X射线衍射法（XRD）,红外光谱（FT-IR）,热重-差热（TG-DTA）,N2 静态吸附法和电子扫描电镜（SEM）对样品进行表征。结果表明,在合成体系中加入高岭土/尿素插层复合物合成出的ZSM-5分子筛物相单一。随着插层复合物的插层率增加,ZSM-5分子筛的结晶度先增加随后降低。当插层率为62%时,ZSM-5分子筛的结晶度较低。当22%插层率的插层复合物的加入量为3%时,ZSM-5分子筛的结晶度达到65%。与不添加插层复合物合成的产物相比,ZSM-5分子筛的结晶度提高了54.8%。合成的ZSM-5分子筛复合材料具有较好的热稳定性和多级孔道结构,其粒径约为2.5μm,BET比表面积为236m2/g,孔径为10.6nm。     

PY分子筛为载体催化剂的加氢精制性能

在Y型分子筛的合成过程中引入P元素,制备了含P的Y型分子筛 PY。并将 PY 分子筛为核心,使 TiO₂-SiO₂氧化物原位生长在 PY 分子筛的外表面,制备了加氢精制催化剂载体,然后以 Ni、W 为活性金属组分,采用等体积溶液浸渍法制备了用于焦化蜡油(CGO)加氢处理的催化剂,采用 XRD、³¹P MAS NMR、BET、IR 等方法表征了载体及催化剂的物理化学性质,并考察了P的引入对催化剂加氢精制催化活性的影响。结果表明,P的加入没有破坏Y型分子筛的晶体结构,PY 分子筛具有较好的晶型;其中,部分P原子进入了Y型分子筛的骨架结构中,另外一部分P原子以无定型状态存在于分子筛表面,从而使分子筛的强B酸与总酸数量降低。以 PY 分子筛为载体组分制备的催化剂与其他含P催化剂及不含P催化剂相比,具有较大的孔容、孔径以及合理的B酸与L酸比例,在保证焦化蜡油大分子扩散速率的同时,有利于增加催化剂加氢性能和裂化性能的协同作用,使催化剂对焦化蜡油的加氢精制催化活性得到明显改善。     

H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2催化甘油制备丙烯醛的研究

采用等体积浸渍法合成了负载型H3PW12O40/SiO2催化剂,在常压连续流动的固定床反应器中,考察了其对甘油脱水制备丙烯醛的催化性能。结果表明,在反应温度为300℃,H3PW12O40杂多酸负载质量百分含量为30%时,催化剂具有较高的催化活性和生成丙烯醛的选择性,甘油的转化率达到98.2%,丙烯醛的摩尔选择性为85.6%。通过红外光谱对H3PW12O40和H3PW12O40/SiO2催化剂的结构进行研究,发现催化剂基本保持杂多酸的Keggin结构。     

固体酸催化合成丁酸正丁酯

综述了对甲苯磺酸、氨基磺酸、强酸性阳离子交换树脂、六水氯化铁、二水氯化亚锡、十二水硫酸铁铵、一硫酸氢钠、硫酸钛、固体超强酸、杂多酸和分子筛等催化剂催化合成丁酸正丁酯的合成方法，并建议对近年来开发的有应用前景的催化剂进行扩大试验与筛选。     

负载型Lewis酸催化剂的制备与应用进展

综述了以蒙脱土、γ-A l2O3、S iO2、聚合物以及分子筛为载体,用气相沉积和液相浸渍法负载A lC l3等Lew is酸制备负载型催化剂的方法。分析了负载型催化剂酸中心的结构和形成机理,比较了介孔分子筛在负载A lC l3前后对芳烃择形催化反应的情况。众多的研究结果表明,与A lC l3等Lew is酸相比,负载型A lC l3催化剂可以显著地提高芳烃烷基化产物的对位选择性,A lC l3负载改性是制备环境友好催化剂及均相Lew is酸催化剂多相化的有效手段。     

微孔-介孔复合分子筛合成研究进展

综述了近几年微孔-介孔复合分子筛的合成研究工作;着重介绍了由微孔分子筛和介孔分子筛两种材料复合的合成模式的方法,即原位合成法和后合成法.     

β-MCM-41的制备及在汽油异构/脱硫中的应用

采用分子筛硅源法合成β-MCM-41介-微孔复合分子筛,考察了晶化过程中碱溶液浓度、pH值、晶化温度及晶化时间对β-MCM-41复合分子筛结构及性质的影响,采用XRD、BET、NH₃-TPD及Py-IR等方法对合成样品进行了表征。以模型石脑油为原料,在高压微反装置上评价了以复合分子筛为载体制备的CoMo/β-MCM-41催化剂的异构和加氢脱硫催化活性。结果表明,在优化的基准晶化体系pH值、晶化温度、碱溶液浓度、晶化时间条件下,所合成的β-MCM-41复合分子筛载体具有介-微孔结构和较适宜的酸性, Co-Mo/β-MCM-41催化剂的异构化和脱硫活性均高于以机械混合法制备的复合分子筛为载体的催化剂。     

La-OMS-2催化剂催化甲苯氧化制苯甲醛

合成了氧化锰八面体(OMS-2)分子筛,采用离子交换法和浸渍法制备了稀土金属La改性的OMS-2分子筛(La-OMS-2)催化剂,并用于甲苯液相选择性氧化制苯甲醛,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间、氧气流量及溶剂种类对甲苯转化率和苯甲醛选择性的影响,对La-OMS-2催化剂进行了X射线衍射表征和BET比表面积测定。实验结果表明,离子交换法制备的La-OMS-2-A催化剂的活性高于浸渍法制备的La-OMS-2-B催化剂,在甲苯0.1mol、溶剂冰乙酸10mL、氧气流量60mL/min、La-OMS-2-A催化剂用量0.10g、反应温度353K、反应时间1.0h的条件下,甲苯转化率达61%,苯甲醛收率为56%。加入La对OMS-2分子筛中的MnO晶格结构产生了影响,提高了苯甲醛的收率。     

Ce改性SBA-15分子筛催化合成棕榈酸甲酯

用浸渍法对SBA-15分子筛进行Ce改性,制备了Ce(SO4)2/SBA-15催化剂,采用X射线衍射、红外光谱、N2吸附-脱附、热重-差热分析方法对试样进行了表征。表征结果显示,Ce已进入SBA-15分子筛中,制得的Ce(SO4)2/SBA-15催化剂保持高度有序的介孔二维六角结构。用Hammett指示剂法测得Ce(SO4)2/SBA-15催化剂的表面酸强度为0.99~1.80,酸量为0.2344mmol/g。采用Ce(SO4)2/SBA-15催化剂催化甲醇和棕榈酸酯化合成棕榈酸甲酯,优化的合成条件为:n(棕榈酸)∶n(甲醇)=1∶15,催化剂用量为棕榈酸质量的5.0%,反应时间8h。在此条件下,酯化率大于92%。     

乙醇-盐酸辅助脱模制备Ni/Al-KIT-6介孔催化剂及其正庚烷异构性能

采用乙醇-盐酸萃取辅助高温焙烧法(萃取 焙烧两步法)脱除模板剂(聚环氧乙烷(PEO) 聚环氧丙烷(PPO) 聚环氧乙烷聚合物,P123),经金属Al原位掺杂改性,水热晶化法合成了一种具有蠕虫状形貌的Al/KIT-6介孔分子筛,使用浸渍法制备了不同镍负载量的Ni/Al-KIT-6金属-酸双功能催化剂。采用XRD、N₂吸附-脱附、NH₃-TPD、IR、SEM和TEM等表征手段对Al-KIT-6分子筛及催化剂样品进行物化性能分析,并以正庚烷为反应原料,对Ni/Al-KIT-6催化剂样品进行正庚烷异构化反应性能评价。结果表明：采用萃取 焙烧两步法可以有效脱除模板剂,相比于常规焙烧法和萃取法脱除模板剂制备的分子筛样品,萃取-焙烧两步法脱除模板剂制备的KIT-6分子筛样品具有更大的比表面积、孔体积,同时孔径分布更加均一;分子筛骨架中掺杂Al原子增加了分子筛的酸性;在氢气流速30 mL/min、重时空速7.6 h^-1、反应温度190 ℃、反应时间3 h,常压的条件下,镍负载质量分数为5%的Ni/Al-KIT-6催化剂作用下进行庚烷异构化反应,正庚烷转化率最高为26.8%,异庚烷选择性高于99.5%。     

环戊烯合成戊二醛新型催化剂W-HMS的制备研究

 以（NH4）2WO4为钨源,采用原位法,在不同条件下将活性物种WO3引入到HMS分子筛骨架中,合成了W-HMS分子筛,对该分子筛在环戊烯选择性氧化合成戊二醛反应中的催化性能、使用次数及再生条件进行了研究,并利用XRD、FT-IR等手段对催化剂的结构进行了表征。结果表明,使用优化条件制备的W-HMS分子筛催化剂,戊二醛的收率最高可达78% 。分子筛具有较高的稳定性,可以重复使用7次,失活后的催化剂可通过高温焙烧的方式再生。W-HMS的FT-IR光谱表征显示,W已成功进入分子筛骨架。     

稀土改性SAPO-11分子筛及其异构化性能

采用过量溶液浸渍法,以硝酸镧为改性剂,对SAPO-11分子筛进行了稀土改性。结果表明:与未改性SAPO-11分子筛相比,改性后La/SAPO-11分子筛颗粒完整,具有较高的结晶度,介孔比表面积和介孔孔体积均增加,水热稳定性明显改善;在分子筛加入质量分数为6%的条件下,与ZSM-5分子筛相比,在La/SAPO-11（负载La质量分数为4%）分子筛制备的催化裂化（FCC）催化剂生产的产物中,汽油收率（质量分数,下同）与轻质油收率分别提高了0.34,0.24个百分点,汽油研究法辛烷值增加了0.5个单位;由该分子筛制备的FCC催化剂催化性能提高,异构化性能明显增强。     

载体复合方式对加氢裂化催化剂性能的影响

以β分子筛、Y分子筛和无定形硅铝（ASA）为载体组分,考察了加氢裂化催化剂制备过程中,采用不同复合方式制备载体对催化剂理化性质及性能的影响。研究发现,原位复合所制备载体的催化剂比表面积、孔体积、平均孔径低于将分子筛与ASA进行机械混合所制备载体的催化剂。以大庆减压蜡油的加氢精制油为原料,在温度360 ℃、压力8.0 MPa、空速2.0 h-1、氢油体积比1 000的条件下,原位复合载体的催化剂上转化率、石脑油选择性、化工原料收率低于机械混合方式制备载体的催化剂;而原位复合载体的催化剂上液体收率高于机械混合所制备载体的催化剂。