原位水热合成法制备ZSM-5/堇青石整体式催化剂

以蜂窝状堇青石为载体,采用原位水热合成法制备了ZSM-5/堇青石整体式催化剂。考察了四丙基氢氧化铵(TPAOH)含量、水硅摩尔比和晶化温度等对ZSM-5分子筛在堇青石载体上负载量的影响。结果表明:模板剂TPAOH的含量对负载量有显著影响,当摩尔比n(TPAOH)/n(SiO2)≤0.2时,改变晶化温度和水硅摩尔比均可获得较佳的分子筛负载量;当n(TPAOH)/n(Si O2)0.2时,较高的碱度导致前驱体溶胶的溶解,使分子筛多在溶液中晶化,显著减小分子筛在堇青石载体上的负载量。当n(TPAOH)/n(Si O2)≤0.2时,水硅比减小,ZSM-5分子筛负载量逐渐增大,最大负载量可达42.8%。晶化温度降低,分子筛的负载量和晶粒均减小。整体式催化剂用于NO的催化氧化活性研究表明,堇青石载体上分子筛的负载量越高,整体式催化剂的比表面积越大,催化活性越好。     

分子筛改性γ-Al_2O_3催化剂对甲醇脱水反应的影响

以水热法制备的拟薄水铝石粉体为原料,制得甲醇脱水制二甲醚催化剂,用2种不同沸石分子筛对其改性,考察了分子筛种类、添加量、硅铝比对甲醇脱水制二甲醚反应的影响。结果表明,催化剂被2种分子筛改性后催化活性均有所提高;分子筛添加量低于10%(质量分数,下同)时,催化剂甲醇脱水活性随着硅铝比和添加量增加而增强;ZSM-5添加量为20%时,催化剂高温活性略有下降;相同硅铝比的2种分子筛对甲醇脱水反应而言,用ZSM-5改性的催化剂的活性更高。     

用于MTP反应ZSM-5分子筛的磷改性研究

将P改性用于甲醇制丙烯(MTP)反应ZSM-5分子筛的改性研究,以提高丙烯选择性和分子筛活性稳定性。采用XRD、SEM和NH_3-TPD表征催化剂物化性能。对不同硅铝比ZSM-5分子筛P改性研究发现,3种不同硅铝物质的量比(50、150和300)ZSM-5分子筛进行P改性时,在n(P)∶n(Al)=0.5~0.7时,ZSM-5分子筛改性后丙烯选择性和寿命得到提升。研究分子筛晶粒尺寸与P负载量关系时发现,随着分子筛晶粒尺寸的增大,位于分子筛表面的P含量逐渐增加,并且分子筛晶粒越小,最佳的P负载量越小。     

用于丙烷催化燃烧的Pd_xPt_y-ZSM-5/Cordierite整体式催化剂

以ZSM-5分子筛、铝溶胶、硝酸钯、硝酸铂和水为原料制备分子筛浆料,采用真空抽提-一次涂覆法在堇青石蜂窝陶瓷载体表面制备出Pd_(x )Pt_y-ZSM-5/Cordierite整体式催化剂,考察了Pd负载量、ZSM-5分子筛的硅铝比和Pd/Pt质量比对整体式催化剂的丙烷催化燃烧性能的影响,并用超声波振荡、SEM、XRD、H_2-TPR和C_3H_8-TPD等手段对整体式催化剂进行了表征。当球磨时间为60 min,分子筛浆料固含量为38%时,整体式催化剂的涂层上载量可达到178 g?L~(-1),涂层脱落率低于0.5%。Pd_2Pt_3-ZSM-5/Cordierite整体式催化剂(贵金属总负载量为1.2g?L~(-1))对于丙烷的催化燃烧具有较好的催化活性(T_(50)=259℃,T_(90)=323℃)和稳定性,具有良好的工业应用前景,其中较低的ZSM-5分子筛硅铝比以及Pd和Pt之间的相互作用增加了对丙烷的吸附能力和表面活性氧物种的数量,从而提高了整体式催化剂的催化活性。     

用于丙烷催化燃烧的PdxPty-ZSM-5/Cordierite整体式催化剂

以ZSM-5分子筛、铝溶胶、硝酸钯、硝酸铂和水为原料制备分子筛浆料，采用真空抽提-一次涂覆法在堇青石蜂窝陶瓷载体表面制备出Pd_xPt_y-ZSM-5/Cordierite整体式催化剂，考察了Pd负载量、ZSM-5分子筛的硅铝比和Pd/Pt质量比对整体式催化剂的丙烷催化燃烧性能的影响，并用超声波振荡、SEM、XRD、H₂-TPR和C₃H₈-TPD等手段对整体式催化剂进行了表征。当球磨时间为60 min，分子筛浆料固含量为38%时，整体式催化剂的涂层上载量可达到178 g?L^-1，涂层脱落率低于0.5%。Pd₂Pt₃-ZSM-5/Cordierite整体式催化剂（贵金属总负载量为1.2 g?L^-1）对于丙烷的催化燃烧具有较好的催化活性（T₅₀=259℃，T₉₀=323℃）和稳定性，具有良好的工业应用前景，其中较低的ZSM-5分子筛硅铝比以及Pd和Pt之间的相互作用增加了对丙烷的吸附能力和表面活性氧物种的数量，从而提高了整体式催化剂的催化活性。     

ZSM-5分子筛形貌及硅铝比对甲缩醛气相羰基化反应性能的影响

通过调控合成方式、改变原料比例,制备纳米棒状、纳米球状、椭球状、圆柱状及棋子状等不同形貌及硅铝比的ZSM-5分子筛,并对其催化甲缩醛气相羰基化反应性能进行详细考察。在110℃、0.6 MPa、CO与甲缩醛流速分别为100 mL·min-1和0.035 mL·min-1条件下,硅铝物质的量比为30的棋子形ZSM-5分子筛表现出最佳的催化活性,甲缩醛转化率达31.9%,目标产物甲氧基乙酸甲脂选择性为21.4%。通过XRD、SEM、XRF、Py-FTIR、NH 3-TPD以及27 Al MAS NMR等对合成的分子筛进行详细表征,发现调控分子筛形貌及硅铝物质的量比可改变ZSM-5分子筛的酸性特征,并改变分子筛骨架中活性铝物种分布。适量的中强B酸酸位及分子筛交叉孔道内较高比例的活性铝物种分布可能是硅铝物质的量比30的棋子形ZSM-5分子筛表现出较好催化活性的原因。     

直馏汽油改质催化剂的研究

选用铁、钼、锌为活性组分,ZSM-5沸石为载体制备了直溜汽油催化改质催化剂。考察了分子筛的不同硅铝比、不同的活性组分、活性组分含量、活性组分引入方式及反应条件等因素对催化剂性能的影响。结果表明：以硅铝比为50的ZSM-5分子筛为载体,以Fe2O3为活性组分、ZnO为助剂所制备的催化剂在常压、320℃的条件下对直溜汽油进行催化改质,能使产物辛烷值（RON）提高32个单位,且具有较好的活性、稳定性。     

原料硅铝比对ZSM-11分子筛性质及其甲醇转化制烯烃催化性能的影响

固定晶化条件和合成原料参数,在SiO_2-Al_2O_3-TBA~+-H_2O体系中,分别以四丁基氢氧化铵为模板剂、硫酸铝为铝源、正硅酸乙酯为硅源,考察了原料硅铝摩尔比对合成ZSM-11分子筛理化性能的影响。结果表明,随着原料硅铝摩尔比的增大,I501/I200[(501)和(200)晶面衍射峰的强度]的比值增大。原料硅铝摩尔比影响ZSM-11分子筛的晶粒大小和晶体形状。原料硅铝摩尔比为200时,合成ZSM-11分子筛的比表面积(453.9)和孔容(0.163 5)最大,介孔表面积占总表面积的40%,该催化剂的甲醇转化率为99.8%,丙烯收率为47%,P/E比值为5.84。     

煤化工废水用改性分子筛催化剂的研制与表征

采用等体积浸渍法以ZSM-5分子筛为载体，制备负载分子筛催化剂。分别研究了不同活性物质、前驱体盐、焙烧温度和活性物质载量对催化剂性能的影响。通过BET检测、N₂吸附-脱附等温线、催化剂孔径分布、CWOO评价(包括催化剂抗硅性、间甲酚转化率和TOC去除率)方法对催化剂性能进行表征。研究表明：采用前驱盐Fe(NO₃)₃·9H₂O和活性组分Fe对载体ZSM-5分子筛进行负载，且活性组分负载量达到4%(质量分数)，并用500℃进行焙烧，制备出的负载分子筛催化剂具有较好的抗硅性、较高的间甲酚转化率与TOC去除率，综合性能最好。     

超重力法制备Cu-Mn/ZSM-5催化剂及其催化燃烧甲苯的研究

ZSM-5分子筛负载复合过渡金属催化剂(Cu-Mn/zeolite)兼具分子筛和复合过渡金属的双重优势,在催化燃烧消除VOCs领域具有良好的催化性能。通过超重力技术制备了ZSM-5负载复合过渡金属催化剂,系统地研究了超重力环境下制备的Cu-Mn/ZSM-5催化剂的催化活性,并与传统浸渍法制备的催化剂进行比较。通过BET比表面积测试法、X射线衍射、程序升温还原、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析等技术对催化剂进行表征,结果表明,超重力法制备的催化剂具有更高的催化活性,活性组分在ZSM-5上均匀分散,且负载量较高。     

改性ZSM-5分子筛催化臭氧氧化含硅间甲酚

在高效催化臭氧氧化煤化工废水过程中,水中的硅酸盐会使催化剂失活.本研究以ZSM-5分子筛为载体,使用等体积浸渍的方法成功制备了一系列抗硅催化剂,考察了活性组分种类、前驱体盐溶液种类、焙烧温度和活性组分负载量等相关工艺参数对催化剂抗硅性能和催化臭氧氧化降解含硅间甲酚模型废水效果的影响,并对抗硅催化剂进行了表征分析.结果表明,ZSM-5分子筛以Fe(NO3)3·9H2O作为前驱体盐浸渍,500℃焙烧,活性组分Fe负载量为3％(质量分数)时的抗硅催化剂呈现出优异的空间结构、最佳的抗硅性能和最高的催化臭氧氧化TOC去除率,此时间甲酚转化率为100％,TOC去除率为36.35％.同时,该催化剂在进行了240 h寿命实验后仍保持优异的催化活性和抗硅稳定性.     

Cu-Mn/ZSM-5催化剂的制备及其催化降解酸性红的研究

通过浸渍法制备出Cu-Mn/ZSM-5催化剂,用于催化氧化降解水中偶氮染料酸性红。对合成的催化剂进行了材料表征,研究了废水p H值、反应温度、催化剂投加量、H2O2浓度、载体选择和活性组分负载量对催化氧化降解酸性红的影响。结果表明:p H值为4,反应温度为70℃,催化剂投加量为1.0 g/L,H2O2浓度为0.10mol/L是较佳反应条件。针对质量浓度为200 mg/L的酸性红溶液,催化去除率能够达到99%。通过对不同载体制备的催化剂进行比较,可以看出ZSM-5作为载体制备的催化剂活性最高。不同的活性组分负载量中,Cu-Mn/20ZSM-5催化剂催化活性最好。Cu-Mn/ZSM-5催化剂经过多次重复使用后,催化活性依然保持在较高水平。     

正己烷催化裂解制低碳烯烃：ZSM-5分子筛催化剂酸性的影响

在小型固定床装置上,以ZSM-5分子筛为催化剂,研究不同硅铝物质的量比对合成的ZSM-5分子筛织构性能以及酸性对正己烷催化裂解性能的影响。采用XRD、SEM、N₂吸附-脱附和NH_3-TPD等方法对不同硅铝物质的量比的ZSM-5分子筛进行表征,结果表明,硅铝物质的量比的改变对ZSM-5分子筛的形貌和结构没有影响;随着硅铝物质的量比的增加,分子筛的酸量减少,酸强度减弱,正己烷催化裂解活性逐渐降低。同时,随着酸量减少和酸强度减弱,高硅ZSM-5分子筛上氢转移反应得到明显抑制,丙烯选择性提高。     

不同硅铝比ZSM-5负载铁基催化剂二氧化碳加氢性能

CO_2加氢在铁基催化剂上直接制取高附加值化学品是实现其资源化利用的重要途径。通过等体积浸渍法制备了不同硅铝比(25,70,150)的ZSM-5负载的铁基催化剂,考察硅铝比对铁基催化剂上CO_2加氢性能的影响。结果表明,随着硅铝比的升高,催化剂活性先升高后降低,最优化硅铝比为70。CO_2-DRIFTS和CO_2-TPD结果显示,硅铝比为70的ZSM-5载体制备的催化剂具有较多且较强的表面碱性位,促进CO_2分子的活化解离。通过H2-TPR、XRD、Raman等表征揭示了催化剂结构的演变过程。还原后催化剂的活性金属以单质Fe形式存在,反应过程中单质Fe向Fe3O4和Fe Cx物种转化。不同硅铝比配位环境影响Fe与C的相互作用,影响FeC_x的生成,从而影响CO_2加氢的活性和选择性。     

低硅铝比ZSM-48分子筛的合成与表征

通过优化ZSM-48分子筛的合成方案制备了低硅铝摩尔比的ZSM-48分子筛,并采用正交试验考察了铝源、碱源、模板剂、硅源、水等因素对ZSM-48分子筛合成的影响。采用XRD、XRF、SEM、N2吸附-脱附、NH3-TPD等对低硅铝摩尔比的ZSM-48分子筛进行了表征。结果表明:在合成体系中各组分的质量比m(NaOH)∶m(NaAlO2)∶m(H2O)∶m(RBr)∶m(SiO2)∶m(Seed)=1∶0.6∶90∶2.1∶17.5∶1的条件下制备的ZSM-48硅铝摩尔比达到了56.7;NH3-TPD结果表明,ZSM-48分子筛在360℃存在1个中强酸中心;SEM结果显示,低硅铝摩尔比ZSM-48是一种棒状和片状的聚结形态。     

硅铝比对Cu-Co/ZSM-5-Al2O3催化剂性能的影响

采用物理混合法制备了不同硅铝比的ZSM-5与Al_2O_3的混合载体,并采用浸渍法制备Cu-Co基催化剂,考查其对合成气制混合醇性能的影响,并用Ar物理吸-脱附、H2程序升温还原(H2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对其结构性能进行了表征。结果表明:当混合载体中ZSM-5硅铝比为50时,载体形成了新的孔道结构,有利于消除载体的堆积现象,促进载体活性物种的分散,更有利于表面活性物种的还原,同时改变了表面活性物中的化学状态,从而使合成气制备低碳混合醇具有较高的反应活性和选择性。在5.0MPa,300℃,V(H2)∶V(CO)∶V(N2)=4∶2∶1,GHSV=7200m L·h~(-1)反应条件下,不同硅铝比的混合载体催化剂表现出不同的催化活性,其中当混合载体中ZSM-5硅铝比为50时,CO转化率和C~(2+)醇类选择性分别达到21.31%和41.80%。     

PTA氧化残渣气化脱羧制备芳烃研究

基于将精对苯二甲酸(PTA)氧化残渣中芳香酸转化制备芳烃的目的,考察了不同硅铝比ZSM-5催化剂对芳香酸脱羧性能的影响,制备了Zn改性ZSM-5分子筛催化剂,研究了Zn负载量对催化剂物性及芳香酸脱羧性能的影响,并优化了PTA氧化残渣在气化催化脱羧过程的工艺条件。结果表明：当浸渍法引入的Zn物种负载量为1.0%(质量分数)时,Zn/ZSM-5分子筛在脱羧温度为500℃、重时空速为6.0 h^-1的条件下,具有较高的催化转化率以及最大的目标产物质量收率,芳香酸质量转化率达到90%以上,苯、甲苯的质量收率分别为26.9%和2.53%。     

不同硅铝比ZSM-5负载铁基催化剂二氧化碳加氢性能

CO₂加氢在铁基催化剂上直接制取高附加值化学品是实现其资源化利用的重要途径。通过等体积浸渍法制备了不同硅铝比（25,70,150）的ZSM-5负载的铁基催化剂,考察硅铝比对铁基催化剂上CO₂加氢性能的影响。结果表明,随着硅铝比的升高,催化剂活性先升高后降低,最优化硅铝比为70。CO₂-DRIFTS和CO₂-TPD结果显示,硅铝比为70的ZSM-5载体制备的催化剂具有较多且较强的表面碱性位,促进CO₂分子的活化解离。通过H₂-TPR、XRD、Raman等表征揭示了催化剂结构的演变过程。还原后催化剂的活性金属以单质Fe形式存在,反应过程中单质Fe向Fe₃O₄和FeC_x物种转化。不同硅铝比配位环境影响Fe与C的相互作用,影响FeC_x的生成,从而影响CO₂加氢的活性和选择性。     

硅铝比对催化剂Pd/ZSM-5性能的影响及其应用于氢氧直接合成过氧化氢

以硅铝比分别为25,50和100的ZSM-5为载体,通过浸渍法制备催化剂Pd/ZSM-5(X),并借助XRD、NH_3-TPD、N_2吸附/脱附等温吸附线、CO脉冲表征手段分析催化剂性质。讨论催化剂Pd/ZSM-5的表面酸性和活性组分Pd尺寸对H_2O_2活性的影响。结果表明,硅铝比的增加导致Pd/ZSM-5的表面弱酸量降低,活性组分Pd尺寸增大,H_2O_2选择性和产率降低。当硅铝比为25时,催化剂Pd/ZSM-5(25)表面弱酸量最多,活性组分Pd尺寸最小,其H_2O_2的选择性和产率最大,分别为90.01%和270.2 mmol/(g_(Pd)·h)。     

硅铝比对催化剂Pd/ZSM-5性能的影响及其应用于氢氧直接合成过氧化氢

以硅铝比分别为25,50和100的ZSM-5为载体,通过浸渍法制备催化剂Pd/ZSM-5(X),并借助XRD、NH_3-TPD、N_2吸附/脱附等温吸附线、CO脉冲表征手段分析催化剂性质。讨论催化剂Pd/ZSM-5的表面酸性和活性组分Pd尺寸对H_2O_2活性的影响。结果表明,硅铝比的增加导致Pd/ZSM-5的表面弱酸量降低,活性组分Pd尺寸增大,H_2O_2选择性和产率降低。当硅铝比为25时,催化剂Pd/ZSM-5(25)表面弱酸量最多,活性组分Pd尺寸最小,其H_2O_2的选择性和产率最大,分别为90.01%和270.2 mmol/(g_(Pd)·h)。