废塑料裂解催化剂研究进

废塑料造成的环境污染日趋严重,处理回收废塑料已成为全球关注的问题。催化裂解作为一种新的塑料回收方法,具有高效、环保、无二次污染和产物油品质高等特点。综述了国内外废塑料裂解制油催化剂如分子筛、氧化物、黏土和过渡金属负载型双功能催化剂的研究进展。分子筛类、黏土类和无定形氧化铝-二氧化硅催化剂属酸性催化剂,其裂解废塑料机理为碳正离子机理;碱金属氧化物催化剂裂解废塑料机理为碳负离子机理;过渡金属负载型催化剂具有双功能,其中,金属活性位起加氢-脱氢作用,载体酸性位起异构化作用;而粉煤灰催化剂可同时实现废塑料与粉煤灰两种废弃物的综合回收利用。今后应注意在催化机理指导下,进一步提高催化剂性能,并研究对复杂废塑料混合物的催化裂解效果。     

废塑料化学转化制燃料的催化剂研究进展

在简要介绍和比较热裂解、催化裂解、热裂解-催化改质和催化裂解-催化改质4种废塑料化学转化制燃料基本方法的基础上,综述了近年来国内外在废塑料裂解催化剂和废塑料裂解产物改质催化剂的研究进展,重点讨论了催化剂酸性、比表面积、孔径以及负载金属离子的类型等对废塑料催化裂解和催化改质反应性能的影响,并介绍了聚烯烃（包括聚乙烯和聚丙烯）废塑料和聚苯乙烯废塑料热裂解和催化裂解的反应机理。最后对废塑料化学转化制燃料技术的研究与开发提出了一些建议,指出采用催化裂解-催化改质组合技术是未来废塑料化学转化制燃料过程的发展趋势,其今后的研究重点将是开发具有较强酸性和有利于大分子扩散与传质性能孔道结构的分子筛催化剂。     

废塑料热解油中杂质硅、氯的影响及应对策略探讨

废旧塑料化学法回收是应对白色污染,同时实现高值化回收利用的有效方法之一,尤其是利用废塑料热解油进一步生产燃料油或化工产品的技术路线备受关注。但塑料垃圾杂质较多、成份复杂,其中杂质硅、氯对反应器、产物、催化剂或反应本身的影响均不可忽视。本文对塑料热解油中硅、氯杂质的来源、形态、生成机制及催化转化规律进行了分析,并根据杂质可能产生的不利影响提出了有效的应对策略。     

废塑料催化热解技术及其催化剂研究进展

根据废弃塑料回收利用的不同方式及应用现状，阐述了目前废塑料常用物理和化学回收法技术方案及其特点。具体论述了废塑料催化裂解回收利用技术的影响因素和应用现状，如反应条件、塑料种类、引入催化剂，并讨论了废塑料催化裂解所需催化剂的影响因素，如制备方法、催化剂载体、活性组分。最后针对废塑料催化热裂解技术存在的问题，指出废塑料催化裂解技术机理的探究、设备的改良和催化剂的优化将是未来废塑料回收领域的研究重点。     

炭催化甲烷裂解制氢研究进展

综述了炭催化甲烷裂解制氢的研究进展,重点阐述了具有不同孔结构特征的微孔炭、介孔炭和金属负载型炭催化剂在甲烷催化裂解制氢过程中的催化性能和影响规律。与微孔炭具有较高初始活性、较低稳定性相比,介孔炭或具有微孔/介孔结构的多级孔结构炭材料表现出更高的催化活性和寿命;将金属负载于炭材料制得的金属负载型催化剂可同时利用金属的高活性和炭材料相对较高的稳定性提高催化裂解甲烷性能。该文还对炭催化甲烷裂解机理进行概述,指出通过调控炭材料结构与组成、提高甲烷催化裂解性能和加强对炭催化甲烷裂解机理研究是今后发展的方向。     

废塑料在改性ZSM-5上裂解转化生产车用液体燃料

以聚丙烯(PP)塑料为原料,考察了ZSM-5分子筛改性对其在PP裂解转化生产车用燃料中反应性能的影响。结果表明,经水处理降低ZSM-5酸性可有效抑制裂解中间体的进一步裂解,提高液相产物收率(66%),但酸性下降抑制了芳烃的生成;通过进一步负载金属锌,可促进烃类环化脱氢生成芳烃,优化汽油产品组成分布,汽油馏分中芳烃36%,烯烃30%。对ZSM-5碱处理脱除的硅物种占所脱除硅铝总量的99.97%以上,介孔的产生促进传质和扩散,但硅的优先脱除使分子筛酸性显著提高,使催化剂易于产生积碳,抑制了烃类中间体向芳烃的进一步转化。碱处理-水处理组合改性的ZSM-5-AT-ST(0.5mol/L)催化剂,其适宜的酸性、微孔的择形性及介孔促进传质扩散的性能有机结合,有效促进了PP裂解的烃类中间体向芳烃的转化,抑制了中间体的裂解及积碳反应的发生,提高了液体产物收率并使催化剂保持了好的反应活性和稳定性:汽油馏分收率62%,液化气收率36%;汽油馏分中芳烃54.4%,异构烷烃14.5%,烯烃17.3%,辛烷值RON>96,是优质的高辛烷值汽油调和组分,具有较好的工业应用前景。     

碱改性介-微孔HZSM-5分子筛催化乙醇脱水制乙烯性能

对两种不同硅铝比的HZSM-5分子筛进行碱处理,制备介-微孔复合HZSM-5分子筛,研究乙醇脱水制乙烯的催化性能,并考察碱溶液浓度和处理温度对HZSM-5分子筛孔结构和表面酸性的影响。结果表明,适宜的碱处理条件有利于分子筛发生骨架脱硅和脱铝,从而形成介孔。碱处理对硅铝比低的HZSM-5分子筛酸性质影响明显,而硅铝比高的HZSM-5分子筛在碱处理过程中酸性质变化不明显,更易发生脱硅和脱铝而形成更多介孔。碱改性介-微孔HZSM-5分子筛催化剂使乙醇脱水制乙烯催化性能得到改善,尤其低温催化活性提高,这主要归功于碱处理中介孔的形成和表面酸性的调变。     

介孔分子筛催化剂应用研究进展

介孔分子筛催化剂作为一类新型催化材料,与传统的质子酸催化剂相比,其优点突出,已应用于炼油技术、化工和精细化学品的合成领域,文章对介孔分子筛的应用进展进行了综述并展望了微孔—介孔复合分子筛的发展远景,同时指出了存在的问题和不足。     

低碳经济驱动废旧塑料回收再生大市场

在污染日益严重的今天,废旧塑料造成的白色污染受到人们的广泛关注,因而废旧塑料回收也成了时下非常热门的话题。根据废旧塑料回收再生的紧迫性,本文阐述了废旧塑料的节能环保循环利用,欧美各国旧塑料的回收再生动态和“以旧换新”有利于塑料的节能环保循环利用,以及汽车市场火爆由此车用废塑料处理难题显现及对应措施,同时指出了塑料再生利用存在的瓶颈、对策及塑料资源回收利用任重道远。     

碱处理微孔分子筛制备介-微复合分子筛应用研究进展

介孔-微孔复合结构分子筛表现的优良的协同作用和催化吸附性能得到了越来越多科研工作者们的广泛重视。重点综述了利用NaOH碱液处理不同微孔分子筛合成介孔-微孔复合分子筛材料的应用研究进展,分析比较了制备过程中不同因素对于介孔和微孔形成的影响。展望了这种利用碱液处理一元孔结构得到两元复合分子筛在催化和吸附方面的发展前景。     

新型高效高稳定NO_x催化还原用分子筛催化剂的研究进展

氮氧化物选择性催化还原(SCR)是汽车尾气处理领域的研究热点,其核心问题是新型高效高稳定SCR催化剂的研制。针对分子筛催化剂的SCR过程,本文综述了分子筛催化剂上NOx在氨和碳氢化合物等还原剂作用下的选择性催化还原研究进展。以不同孔结构分子筛催化剂(如天然沸石分子筛、微孔分子筛、大孔分子筛和新兴的介孔分子筛等催化剂)为例,总结了不同孔结构分子筛催化剂与NOx催化降解的规律,系统分析了不同孔结构分子筛催化剂载体与活性组分之间的相互作用,探讨了不同孔结构分子筛催化剂与催化活性和稳定性之间的关联性,阐释了不同孔结构分子筛催化剂的催化反应机理,展望了分子筛催化剂在NOx选择性催化还原领域的前景。     

微孔-介孔分子筛负载氧化钴的苯催化完全氧化性能

用水热合成法合成了微孔-介孔分子筛MSZ,采用等体积浸渍法制备了Co_3O_4/微孔-介孔分子筛催化剂。用X射线衍射技术对材料进行表征,考察微孔-介孔分子筛的水热稳定性和催化剂对苯的催化完全氧化性能。研究发现,微孔-介孔分子筛水热稳定性较好,负载质量分数为35%Co_3O_4时,催化剂活性较高,活性组分晶粒的完整性和分散度是影响催化剂活性的重要因素,35%Co_3O_4/MSZ的活性高于35%Co_3O_4/MCM-41和35%Co_3O_4/ZSM-5。     

碱处理ZSM-5分子筛催化乙醇制丙烯性能

为了提高分子筛催化乙醇制丙烯的性能,使用Na OH溶液对ZSM-5分子筛进行改性处理,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2吸脱附和程序升温脱附(NH3-TPD)等方法对分子筛进行了表征。考察了碱处理时间对分子筛的结构、形貌以及酸性的影响,并将碱处理ZSM-5分子筛用于乙醇制取丙烯催化反应。结果表明:经过0.2 mol/L Na OH溶液处理120 min后,ZSM-5分子筛产生了一定量的介孔,但仍然保持晶体结构(MFI)的微孔骨架结构,分子筛表面酸性稍微降低。在500℃时该催化剂上乙醇转化为丙烯的收率比未经碱处理的ZSM-5有所提高,从22.8%提高到28.8%。ZSM-5分子筛表面酸性的微调和形成的有助于产物扩散的介孔结构,改善了分子筛催化乙醇转化丙烯的催化性能。     

碱处理制备介孔-微孔沸石分子筛的影响因素及其应用研究进展

综述了碱处理制备介孔-微孔沸石分子筛的影响因素,包括碱处理条件、沸石分子筛硅铝比和模板剂对碱处理脱硅形成介孔的影响。评述了碱处理所制备介孔-微孔沸石分子筛在应用方面所取得的进展,重点介绍了它们在烷基化、异构化、裂化和醇烃化等催化反应中的应用。通过碱处理引入介孔可极大地缩短分子在沸石微孔道中的扩散距离,从而增强表观催化反应活性及提高催化剂的稳定性。提出了今后研究的重点为：阐明碱处理引入介孔的形成机理和碱处理对分子筛骨架结构、酸性的影响,拓展碱处理制备介孔-微孔沸石分子筛的应用 范围。     

废旧聚丙烯温拌沥青的性能综合分析

本研究从减少白色污染、资源再利用的角度出发,研究了基于聚丙烯废塑料裂解蜡的沥青温拌剂。试验所用蜡质沥青温拌剂是以废旧塑料聚丙烯作为原料,以改性沸石作为催化剂,经过高温裂解的方法制得新型沥青温拌剂。运用单因素实验对比以及对催化剂加入前后的改性沥青性能,确定催化剂对PP催化裂解的良性作用。通过不同催化剂用量和蜡掺量的对比实验确定最佳掺量,采用常规试验方法对改性沥青特性进行数据分析。实验结果表明370℃～400℃裂解温度下改性沥青的相对粘度呈下降趋势,说明PP裂解蜡对沥青具有降粘作用。     

具有微-介孔的分子筛复合材料的研究现状

分子筛是一种特定空间结构的催化剂,根据孔结构大小可以分为微孔分子筛和介孔分子筛,微孔分子筛侧重介绍了Y型分子筛、β型分子筛和ZSM-5分子筛,介孔分子筛侧重介绍了MCM分子筛和SBA分子筛,由于微孔和介孔分子筛都存在缺点,所以将二种孔结构的材料复合,制备新型催化剂将是未来发展趋势。     

甲醇制烃反应ZSM-5催化剂微孔孔道控制的最新研究进展

甲醇在ZSM-5分子筛催化作用下,定向转化为低碳烯烃、汽油和芳烃等产品,是现代煤化工的重要技术。虽然ZSM-5结构规整有序,酸性强且水热稳定性好,具备优异的择形催化效应,但其孔结构以微孔为主,反应产物不能快速扩散出微孔,易形成积炭,导致催化剂活性降低而快速失活。缩短微孔孔道促进产物扩散成为甲醇定向转化催化剂研究的关键问题。本文总结了近十年来关于ZSM-5微孔孔道控制的最新研究进展,归纳了通过控制其晶粒尺寸、形貌和介孔结构,调控微孔孔道长度,提升反应分子在微孔内扩散性能的方法,特别分析了上述控制因子的关键调控机制;提出对纳米尺度的ZSM-5进一步精准构筑介孔结构,是获得高稳定性催化剂的重要途径;而在控制孔结构的基础上,优化表面酸性,有望提升甲醇制烃反应的产物选择性。本综述期望为甲醇制烃领域研究提供相关理论基础。     

由沸石纳米粒子自组装制备具有高催化活性中心和水热稳定的新型介孔分子筛材料

人们合成了一系列介孔分子筛材料,并发现它们在催化、吸附与分离以及化学组装制备先进材料和分子器件等方面具有很大的潜在应用价值.但是,介孔分子筛材料相对于微孔沸石分子筛存在着两个致命弱点:较低的水热稳定性和较不活泼的催化活性中心.这两个弱点大大地影响了介孔分子筛在催化反应中的广泛应用.本文系统地综述了最近几年利用沸石纳米粒子自组装制备具有高催化活性中心和水热稳定的介孔分子筛材料的研究进展.这包括利用硅铝沸石纳米粒子自组装制备具有强酸性和水热稳定的新型介孔硅铝分子筛材料,利用钛硅沸石纳米粒子自组装制备具有高催化氧化活性中心和水热稳定的新型钛硅介孔分子筛材料,以及利用含有不同杂原子的沸石纳米粒子自组装制备一系列水热稳定的新型介孔分子筛催化材料.     

复合分子筛的合成及其应用进展

微孔-介孔复合分子筛由于兼有微孔分子筛和介孔分子筛的优点,而且可在一定程度上弥补各自的缺点,已成为近年来倍受关注的催化新材料之一。文章综述了近年来微孔-介孔复合分子筛的合成方法和催化应用研究进展,重点介绍了单模板剂法、双模板剂法、微孔沸石硅源法、孔壁晶化法、附晶生长法等方法及其催化应用情况,并对微孔-介孔复合分子筛的应用前景进行了展望。     

干胶法合成多级孔ZSM-5分子筛及其正辛烷催化裂解反应性能

采用干胶转化法制备多级孔ZSM-5分子筛,利用XRD、N_2吸附-脱附、SEM、TEM和NH_3-TPD等考察添加三嵌段共聚物(P123)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等不同软模板剂合成分子筛样品的物化性质。结果表明,利用P123软模板剂合成的多级孔ZSM-5分子筛具有介孔(2.5 nm)-介孔(9.5 nm)-微孔复合的梯级孔结构,且分子筛酸强度有所增强。多级孔ZSM-5分子筛应用于正辛烷催化裂解反应中,具有较高的催化活性和低碳烯烃收率,其优异的催化性能可能归结于强酸性质和优异扩散传质能力之间的协同作用。