控ZSM-5分子筛酸性的方法研究进展(Ⅱ)非金属及金属改性

调控ZSM-5酸性一直是ZSM-5分子筛改性研究的重点。采用非金属、碱土金属及过渡金属等对ZSM-5分子筛进行元素掺杂改性是调控其酸性能的主要手段。可通过筛选改性元素种类、控制改性元素用量、对内外表面酸中心同时或分别改性等方法调控ZSM-5分子筛的酸性能。通常在一定范围内,磷、镁、钙元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛强酸位点减少,而弱酸位点增加;硼元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛只对弱酸位点发生作用;锌、镓元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛会导致其B酸量减少,L酸量增加;铜、银元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛由于发生氧化还原作用,其还原态Cu-ZSM-5和Ag-ZSM-5的B酸量较高,蒸汽稳定性较好,且裂解性能较高;钨元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛也会使其酸量及酸强度降低。同时探讨了不同反应体系中分子筛酸性能与催化性能间的关系,为提高ZSM-5分子筛在各反应的催化性能提供依据。     

调控ZSM-5分子筛酸性的方法研究进展(Ⅱ)非金属及金属改性

调控ZSM-5酸性一直是ZSM-5分子筛改性研究的重点。采用非金属、碱土金属及过渡金属等对ZSM-5分子筛进行元素掺杂改性是调控其酸性能的主要手段。可通过筛选改性元素种类、控制改性元素用量、对内外表面酸中心同时或分别改性等方法调控ZSM-5分子筛的酸性能。通常在一定范围内,磷、镁、钙元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛强酸位点减少,而弱酸位点增加;硼元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛只对弱酸位点发生作用;锌、镓元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛会导致其B酸量减少,L酸量增加;铜、银元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛由于发生氧化还原作用,其还原态Cu-ZSM-5和Ag-ZSM-5的B酸量较高,蒸汽稳定性较好,且裂解性能较高;钨元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛也会使其酸量及酸强度降低。同时探讨了不同反应体系中分子筛酸性能与催化性能间的关系,为提高ZSM-5分子筛在各反应的催化性能提供依据。     

调控ZSM-5分子筛酸性的方法研究进展(I)原位合成及后处理

主要对原位合成及后改性方法对ZSM-5分子筛酸性的调控进行归纳总结。原位合成法包括调控硅铝比、控制分子筛表面及体相铝分布,其中可通过改变模板剂类型、合成体系中有无钠离子以及改变硅源、铝源等方式控制铝分布来调控酸性;后处理法包括高温焙烧、水热处理、化学处理等脱铝方式和晶体外延生长、化学硅沉积、外表面毒化等控制外表面酸性来调控分子筛酸性。对分子筛酸性调控方法进行梳理,有利于深入理解不同反应对分子筛酸性的不同要求以及各改性方法对酸性的影响,为合理使用以上方法调控ZSM-5酸性达到最佳的催化性能提供借鉴。     

调控ZSM-5分子筛酸性的方法研究进展(Ⅰ)原位合成及后处理

主要对原位合成及后改性方法对ZSM-5分子筛酸性的调控进行归纳总结。原位合成法包括调控硅铝比、控制分子筛表面及体相铝分布,其中可通过改变模板剂类型、合成体系中有无钠离子以及改变硅源、铝源等方式控制铝分布来调控酸性;后处理法包括高温焙烧、水热处理、化学处理等脱铝方式和晶体外延生长、化学硅沉积、外表面毒化等控制外表面酸性来调控分子筛酸性。对分子筛酸性调控方法进行梳理,有利于深入理解不同反应对分子筛酸性的不同要求以及各改性方法对酸性的影响,为合理使用以上方法调控ZSM-5酸性达到最佳的催化性能提供借鉴。     

甲醇制烯烃用ZSM-5分子筛的研究进展

综述了甲醇制烯烃用ZSM-5分子筛催化剂的研究进展,包括甲醇制低碳烯烃的合成机理、ZSM-5分子筛的结构与酸性对合成低碳烯烃性能的影响以及分子筛的改性。重点探讨了ZSM-5分子筛的改性（如水热处理改性、磷改性、氟改性、硼改性、金属离子改性及其他化学改性）对催化剂表面酸性和孔径、低碳烯烃选择性和催化剂稳定性的影响,指出分子筛孔径/表面酸性的调控和MTO/MTP反应机理的研究是甲醇制低碳烯烃催化剂研究的发展方向。     

磷改性对ZSM-5分子筛石脑油催化裂解性能的影响

以HZSM-5分子筛为载体,以磷酸氢二铵为磷源,采用等体积浸渍法制备了磷改性ZSM-5分子筛,采用吡啶吸附红外光谱法研究了磷改性ZSM-5分子筛的酸性及水热稳定性,在小型固定床反应装置上进行了石脑油催化裂解反应研究.结果表明,适量磷(3％)改性显著改善了ZSM-5分子筛的酸性和水热稳定性,提高了ZSM-5分子筛催化剂的...     

ZSM-5分子筛在甲醇转化制烯烃领域应用的研究进

综述了ZSM-5分子筛在甲醇制烯烃反应特别是在甲醇制丙烯反应中的应用。介绍在接近工业反应条件下甲醇在ZSM-5分子筛上生成烯烃的反应机理,在较高反应温度下高碳数烯烃裂解是导致轻烯烃形成的主要反应路径;分析ZSM-5分子筛酸性及粒径对产品选择性及催化剂寿命的影响,由于ZSM-5分子筛酸性较强,直接用于甲醇制烯烃反应时低碳烯烃的选择性不高,而粒径小的ZSM-5分子筛扩散性能好,因而丙烯选择性得到提高。重点介绍小晶粒ZSM-5分子筛的研究进展,指出目前ZSM-5分子筛的研究方向一是对其进行酸性改性,二是制备酸度适中、粒径合适和具有介孔的多级结构ZSM-5分子筛。     

ZSM-5分子筛在甲醇转化制烯烃领域应用的研究进展

综述了ZSM-5分子筛在甲醇制烯烃反应特别是在甲醇制丙烯反应中的应用。介绍在接近工业反应条件下甲醇在ZSM-5分子筛上生成烯烃的反应机理,在较高反应温度下高碳数烯烃裂解是导致轻烯烃形成的主要反应路径;分析ZSM-5分子筛酸性及粒径对产品选择性及催化剂寿命的影响,由于ZSM-5分子筛酸性较强,直接用于甲醇制烯烃反应时低碳烯烃的选择性不高,而粒径小的ZSM-5分子筛扩散性能好,因而丙烯选择性得到提高。重点介绍小晶粒ZSM-5分子筛的研究进展,指出目前ZSM-5分子筛的研究方向一是对其进行酸性改性,二是制备酸度适中、粒径合适和具有介孔的多级结构ZSM-5分子筛。     

C4裂解制丙烯ZSM-5分子筛改性技术研究进展

综述了国内、外对ZSM-5分子筛改性的主要方法。指出ZSM-5分子筛由于其特殊的三维孔道结构和孔径尺寸、稳定的骨架结构和大范围可调的硅铝比,具有优异的催化性能,可满足多种反应过程。镧改性可使反应体系以生成丙烯的反应为主,显著提高丙烯收率。磷改性ZSM-5能改善催化裂化催化剂的水热稳定性和活性。SiO₂的修饰抑制了氢转移反应及液体产物中芳烃的生成。氟硅酸铵改性是一种疏通 HZSM-5催化剂孔道和调节其酸性的有效方法。     

磷改性ZSM-5分子筛及其在催化增产丙烯中的应用研究进展

ZSM-5分子筛具有良好的催化活性和择型性,常被作为催化剂或助剂活性组分广泛应用于丙烯生产过程,但其在高温水热反应过程中存在易失活的问题.使用磷元素对ZSM-5分子筛进行改性能够有效改善其酸性并提高其水热稳定性,进而减少催化剂的失活.综述了磷改性ZSM-5分子筛机理的研究进展,分析了改性方法、改性磷质量分数和分子筛硅铝...     

ZSM-5性能调控及其催化裂解石油轻组分研究进展

总结了ZSM-5酸性和孔结构的调控方法,包括：碱金属与碱土金属、过渡金属、稀土金属、非金属元素以及复合金属的掺入调控酸性;酸碱处理、水蒸气处理和引入模板剂等调控孔道结构,并综述了近年来改性分子筛在石油轻组分催化裂解中的应用进展。在此基础上,分析了ZSM-5分子筛在催化裂解过程中存在的主要问题,并对其发展前景进行了展望。     

硅钛改性ZSM-5分子筛抑制“反相效应”的探讨

采用SiCl4和TiCl4对ZSM-5分子筛进行改性，考察硅和钛的氯化物改性对分子筛的调变作用，关联甲苯乙醇乙基化反应与表面酸性及孔结构的变化。阐明了能够兼顾调整酸强度和保持孔结构畅通性的改性方法，有助于克服ZSM-5分子筛改性过程中“反相效应”的现象。从试验结果看，ZSM-5分子筛经水蒸气老化处理后，以TiCl4进行改性，能制出对甲苯乙基化具有较高初活性和对位选择性的催化剂。     

甲醇在水蒸汽处理改性ZSM-5分子筛上转化制丙烯

对硅铝物质的量比分别为20、80和220的ZSM-5分子筛进行水蒸汽处理改性,通过使用X射线衍射、吡啶红外吸附、N2吸附和透射电子显微镜等手段研究了水蒸汽改性对ZSM-5分子筛孔道结构的影响,并考察了改性后分子筛在甲醇转化制丙烯反应中的催化性能.结果表明,水蒸汽改性处理导致低硅ZSM-5酸性减弱,并使其出现大量介孔.在...     

ZSM-5分子筛的P改性研究进展

P改性是调变ZSM-5分子筛催化性能的重要手段。ZSM-5分子筛的P改性方法主要由磷酸、磷酸盐水溶液及有机P化合物浸渍或通过气相沉积等方法进行。改性ZSM-5分子筛中,P与Al物种相互作用, P物种主要以四配位形式存在,调变分子筛的酸性,通过对表面的修饰阻止骨架Al的脱除,提高ZSM-5分子筛的水热稳定性。P改性后,HZSM-5分子筛的酸密度,尤其是表面强酸密度下降,降低正碳离子机理反应中的二次反应,减少氢转移及齐聚,促进轻烯烃的生成。P改性修饰HZSM-5分子筛的孔口,提高择形性能,部分进入体相的P减少裂化过程中ZSM-5交叉口处大分子正碳离子的形成,减少双分子裂化机理中间体的生成,提高轻烯烃选择性。P改性ZSM-5分子筛强酸密度降低,择形效应提高,焦炭生成得到抑制,催化剂寿命延长。     

磷镁改性HZSM-5催化剂甲苯甲醇烷基化性能研究

采用浸渍法制备了系列磷镁改性ZSM-5催化剂，考察了磷镁改性对HZSM-5催化剂甲苯甲醇烷基化反应活性和选择性的影响。并对其进行了NH3-TPD，Py—IR，XRD等表征，研究了改性氧化物在ZSM-5分子筛表面的分布状态以及其对催化剂的酸性质的影响，结果表明磷元素改性有效降低了催化剂的酸强度，抑制了甲苯歧化反应；MgO质量含量低时，主要以无定形状态高度分散在分子筛外表面上，含量较高时形成结晶态MgO。MgO改性主要作用是覆盖了催化剂外表面酸性活性中心，堵塞了孔口，提高了反应产物的对位选择性。     

ZSM-5分子筛碱处理的研究进展

ZSM-5分子筛由于其具有稳定的水热性、规整的孔结构、适宜的酸性分布,已经被广泛应用在石油化工领域。最近新兴的碱改性后处理办法是选择性的从分子筛骨架上脱去硅原子,从而在分子筛孔道体系中引入介孔和大孔,通过控制碱改性的条件,保护ZSM-5分子筛原先特有的微孔体系不被完全破坏,从而形成一个具有介微孔孔道梯级分布的ZSM-5分子筛。     

乙醇制乙烯催化剂P改性ZSM-5的研究进展

介绍了P改性ZSM-5分子筛中P的来源和ZSM-5分子筛上生物乙醇制乙烯的反应机理(包括未改性ZSM-5分子筛和P改性的ZSM-5分子筛),分别从催化效果和催化剂结构2方面阐述了P改性ZSM-5分子筛的研究进展,介绍了P改性ZSM-5分子筛的微观结构的研究现状.P改性后的ZSM-5催化剂可有效地降低反应温度、提高催化剂...     

纳米级ZSM-5分子筛的制备及其在甲醇制丙烯反应中的优势与劣势

介绍了纳米级ZSM-5分子筛的制备方法,分析了纳米尺度ZSM-5分子筛的优缺点。指出开发优异的甲醇制丙烯ZSM-5分子筛的关键在于控制一个维度上达到纳米尺度、减少缺陷位、控制Al分布以减少外表面酸性位,并要兼顾多方面因素来调节ZSM-5分子筛,才能有望得到MTP反应催化性能优异的ZSM-5分子筛。     

用于高选择性芳烃脱烷基的催化剂及反应工艺的研究

针对目前乙苯脱烷基反应工艺选择性低的缺点,研究了碳八芳烃中乙苯脱烷基反应的机理,制备了高选择性的新型芳烃脱烷基择形催化剂,并考察优化了相应的反应工艺与条件参数.首先通过不同酸性、结构的分子筛MOR、USY、Beta、SAPO11、ZSM-5等用于乙苯脱烷基催化反应性能的比较.选择了硅铝比25～50的十元环孔道ZSM-5分子筛作为催化材料;通过采用表面硅沉积修饰的方法对ZSM-5分子筛进行了改性,有效调节了分子筛孔口的尺寸及分子筛的表面酸性,提高了分子筛的择形催化效率,改性后仅允许乙苯进入ZSM-5孔中进行脱烷基反应,抑制了乙苯烷基转移、二甲苯歧化等副反应发生,从而减少了C8芳烃的损失.并通过对不同程度表面硅改件的ZSM-5催化剂反应性能进行比较,研究了表面改性修饰与择形效率的关系,进一步研究了不同种类金属助催化剂的引入对反应活性与选择性的影响.0.10%～0.20%质量分数Pd或Pt助催化剂可以使得脱烷基反应的产物乙烯能迅速转化为乙烷,有效地防止了催化剂在反应中的结焦,提高了催化剂的稳定性,并促进了乙苯的脱烷基反应转化.催化剂在氢气压力为1.5～2.0 MPa,反应温度420℃,空速为6～12 h-1较优反应条件下,乙苯转化率在90%以上,反应选择性达到95%.     

Y/ZSM-5核-壳复合分子筛的合成及其催化性能研究

以Y型分子筛在NaOH溶液中溶解产生的Si和Al为硅/铝源,并向其中加入四乙基溴化铵和胶态二氧化硅,经过水热晶化合成Y/ZSM-5核-壳型复合分子筛。通过XRD、SEM、NH_3-TPD等表征分别对Y/ZSM-5复合分子筛的结构、形貌和酸性进行了研究;考察了Y/ZSM-5复合分子筛的酸性和孔结构在乙苯加氢脱烷基反应中的催化特性。结果表明,Y/ZSM-5复合分子筛的总酸量低于Y+ZSM-5机械混合样品,复合分子筛的B/L比例高于Y+ZSM-5,证明Y/ZSM-5复合分子筛不是单纯的Y型分子筛和ZSM-5的机械混合,其弱酸量的增加和其独特的孔结构产生的协同作用有利于提升乙苯脱烷基反应的转化率并优化产物分布。