镁选择改性ZSM-5催化甲苯甲基化制对二甲苯

为提高甲苯甲基化产物中对二甲苯选择性,笔者提出了一种MgO选择性修饰ZSM-5分子筛纳米粒子外表面的新方法——分子占位选择修饰法,该方法以对二甲苯为占位分子,预先占满全部孔道,继而采用合适的温度选择性脱除对二甲苯,再用乙酸镁水溶液常压下等体积浸渍ZSM-5.采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、低温N2物...     

改性纳米ZSM-5催化剂上甲苯与碳酸二甲酯选择甲基化合成对二甲苯

 以（6%SiO₂+5%P₂O₅+3%MgO）/纳米 ZSM-5 为催化剂,在固定床反应器中,考察了甲苯(T)与碳酸二甲酯（DMC）甲基化合成对二甲苯（PX）的反应性能,特别是反应温度、水和甲苯与 DMC 摩尔比对反应性能的影响,并与甲醇（M）用作烷基化试剂的反应进行了对比。结果表明,DMC 为烷基化试剂时,PX 选择性达 97%,反应 40 h 后,催化剂很快失活。采用热重和紫外拉曼光谱对反应70 h 后的催化剂进行表征,发现用 DMC 作烷基化试剂时,催化剂积炭量较大,反应中引入水能在某种程度上减缓积炭的生成。     

磷改性对ZSM-5分子筛催化甲苯甲醇烷基化反应性能的影响

采用初湿浸渍法制备出不同P负载量(P_2O_5占ZSM-5分子筛的质量分数)的ZSM-5分子筛催化剂,利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、低温N_2吸脱附等测试方法表征了催化剂的结构和性质,并在固定床微型反应装置上评价了催化剂的甲苯甲醇烷基化反应性能。结果表明:当P负载量为7.5%时,ZSM-5分子筛催化剂的催化性能最优,对二甲苯收率为17.78%,甲苯转化率为22.95%,对位选择性高达80.40%;引入的P与分子筛骨架通过氧原子形成化学键,致使分子筛孔道窄化,P还会覆盖分子筛外表面部分酸性位。     

ZSM-5催化剂水蒸汽处理对甲苯选择性歧化性能的影响

考察了不同条件下水蒸汽处理对ZSM -5催化剂上进行的甲苯歧化反应活性和选择性的影响 ,并对制得的催化剂进行NH3-TPD、XRD、2 7AlMASNMR和约束指数的测定。结果表明 ,在较低温度下处理 ,ZSM -5分子筛骨架脱铝较少 ,而且孔道得到了疏通 ,催化活性提高 ,选择性下降 ;高温时 ,由于骨架脱铝严重 ,活性位大量减少 ,转化率下降 ,同时由于孔道内非骨架铝的堆积 ,扩散阻力变大 ,催化剂的对位选择性有较大提高 ,达到 70 %以上 ;水蒸汽处理是改善ZSM -5催化剂甲苯歧化反应性能的一种有效的手段     

水对3Si-5P-3Mg-ZSM-5催化剂催化甲苯甲醇烷基化反应性能的影响

复合改性3Si-5P-3Mg-ZSM-5催化剂用于甲苯甲醇烷基化制备对二甲苯（PX）,在进料过程中引入一定比例的水蒸气,考察水蒸气用量对催化剂反应活性、PX选择性和稳定性的影响,采用X射线衍射、N₂吸附-脱附、NH₃程序升温脱附、吡啶吸附红外光谱等表征手段对3Si-5P-3Mg-ZSM-5催化剂的新剂和7次再生剂进行分析。结果表明,在甲苯甲醇烷基化反应过程中,适量通水可提高该反应的甲苯转化率、PX选择性和催化剂抗积炭性能,这是由于水的通入降低了催化剂表面和微孔内强酸中心数量,抑制了二甲苯异构化和积炭前体生成的速率;在n（H2O）/n(甲苯和甲醇)为10∶1、反应时间为50 h的条件下,甲苯转化率可维持在23%左右,PX选择性可达74%。对3Si-5P-3Mg-ZSM-5催化剂的再生剂反应性能评价表明,积炭是导致催化剂活性下降的主要原因,通水并未对催化剂的骨架结构和活性组分有严重破坏作用,且反复再生后的催化剂反应性能均可恢复到新鲜催化剂的水平。。     

ZSM-5分子筛晶粒大小和酸性对甲苯乙基化反应性能的影响

选择三种不同来源的ZSM-5分子筛原粉,研究了它们的甲苯乙醇乙基化反应性能及其稳定性。NL分子筛晶粒小、强酸中心数低是其具有良好的乙基化反应性能和稳定性的主要原因。在NL原粉基础上,制备了具有一定稳定性的乙基化催化剂Z937。     

改性ZSM-5分子筛高选择性催化甲醇制对二甲苯

采用超声浸渍的方法制备了不同Zn负载量的改性ZSM-5分子筛以及Zn、Mg和P复合改性ZSM-5分子筛,通过X射线衍射、N₂吸附-脱附、氨吸附-程序升温脱附和吡啶吸附-傅里叶变换红外光谱等手段对催化剂进行表征,并在固定床微型反应器上系统探究了不同改性过程对其催化甲醇直接制对二甲苯反应性能的影响。结果表明：Zn改性有效提高了ZSM-5分子筛的芳构化性能,可为甲醇制对二甲苯提供较高的催化活性基础;在最佳Zn负载量时,进一步引入Mg和P对分子筛酸性和孔道结构进行修饰,覆盖孔道酸性位以及窄化孔口,优化了催化剂择形性,有利于目的产物对二甲苯的生成。复合改性分子筛Zn-Mg-P/HZ-5催化剂寿命为36 h,对位选择性为96.00%,对二甲苯选择性（对二甲苯占总二甲苯的比例）高达18.43%,表现出优异的反应性能。     

ZSM-5分子筛的制备及其MTP催化性能

以粗孔硅胶和偏铝酸钠为原料,TPABr为模板剂制备了小晶粒ZSM-5分子筛,采用XRD、NH_3-TPD、SEM、N_2物理吸附等方法对其结构进行了表征,评价了其在MTP反应中的催化性能。结果表明,制备的ZSM-5分子筛粒度分布均匀,粒径在500nm左右,在MTP反应中表现出良好的催化性能,产物分布与商业催化剂相似,且具有高的选择性和稳定性,运行170h,甲醇转化率仍大于99%,丙烯选择性在39%左右。     

多级孔道ZSM-5分子筛的制备及其催化裂解性能

通过直接合成或后改性等方法制备了具有多级孔道结构的ZSM-5分子筛样品,用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2吸附-脱附、程序升温氨脱附(NH3-TPD)方法对其进行了表征,并在固定床反应器中对其催化裂解性能进行了评价。结果表明：与常规ZSM-5分子筛相比,多级孔道结构的ZSM-5分子筛具有比表面积高、介孔孔体积大、介微孔比率高等优势。在分子筛内引入多级孔道,在正己烷催化裂解反应中目的产物丙烯更易扩散,氢转移反应得到有效抑制,可提高丙烯收率。具有最高介微孔比率的纳米薄层NZSM-5-300样品上,其乙烯选择性为15.8%,丙烯选择性为40.1%,双烯总选择性为55.9%。通过对比发现：介微孔比率高的催化剂,正己烷转化率下降速度减缓,寿命延长。     

ZSM-5/SBA-15催化甲苯与甲醇烷基化反应的研究

采用后合成法制备了ZSM-5/SBA-15微孔介孔复合分子筛,通过XRD、N2吸附-脱附等表征手段对催化剂结构进行分析,结果表明,ZSM-5/SBA-15既具有微孔结构又具有介孔结构。将ZSM-5/SBA-15复合分子筛应用于甲苯甲醇烷基化反应,在反应温度为400 ℃、质量空速为2 h-1、甲苯甲醇摩尔比为2的反应条件下甲苯的转化率为17.35%,对二甲苯的选择性为62.78%,对二甲苯的收率为10.89%。     

Monolayer Oxide Modification on HZSM-5 and Its Role in Selective Methylation of Toluene

ＭｏｎｏｌａｙｅｒＯｘｉｄｅＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｎＨＺＳＭ５ａｎｄＩｔｓＲｏｌｅｉｎＳｅｌｅｃｔｉｖｅＭｅｔｈｙｌａｔｉｏｎｏｆＴｏｌｕｅｎｅ①ＬｏｎｇＸｉａｎｇｙｕｎ，ＺｈａｏＢｉｙｉｎｇ②，ＨｕａｎｇＨｕｉｚｈｏｎｇ，ＸｉｅＹｏｕｃｈａｎ...     

镍盐前驱体对Ni改性HZSM-5择形催化甲苯与甲醇合成对二甲苯反应性能的影响

分别以硝酸镍、氯化镍、硫酸镍和乙酸镍为前驱体,采用浸渍法制备了Ni改性HZSM-5催化剂,并考察了其对甲苯甲醇烷基化反应合成对二甲苯的催化性能。采用XRD、TG-DTG、N₂吸附-脱附、H₂-TPR和NH₃-TPD手段对催化剂进行了表征。结果表明,由于镍盐前驱体中阴离子种类的不同,活性Ni物种在催化剂中的分散状态和存在形式不同,导致Ni改性催化剂具有不同的烷基化催化活性和加氢活性;与母体催化剂相比,催化甲苯甲醇烷基化反应的甲苯转化率降低,对二甲苯选择性呈现不同变化,并且Ni的加氢作用延缓了催化剂的积炭过程。以硝酸镍为前驱体制备的Ni改性催化剂中活性Ni物种晶粒尺寸较小,分散度较高,具有较高的烷基化催化活性和加氢活性,并且稳定性也比母体催化剂有所提高。     

MgO/HZSM-5上甲苯与碳酸二甲酯择形烷基化反应性能的研究

实验以MgO/HZSM-5为催化剂,在气相连续流动固定床反应器上进行甲苯与碳酸二甲酯(DMC)择形烷基化反应的研究.采用等体积浸渍法制备了一系列MgO/HzsM-5催化剂,并采用XRD、NH<,3>-TPD、吡啶吸附IR、N<,2>吸附-脱附等手段对催化剂进行表征.考察了MgO负载量及反应条件对催化性能的影响.结果表明...     

氧化镍改性的ZSM-5催化剂对甲苯和甲醇择形甲基化反应稳定性的影响

在常压下,以N₂为载气,采用固定床反应器考察了NiO改性的ZSM-5催化剂催化甲苯和甲醇择形烷基化反应的性能。采用Ar物理吸附、XRD、XRF、TEM、XPS、H₂-TPR、NH₃-TPD、Py-IR、UV-Vis、UV-Raman、TG、GC-MS等手段表征所制备的催化剂。结果表明,在ZSM-5催化剂上负载质量分数为3%或5%的Ni,催化剂的稳定性明显得到提高。在催化甲苯甲基化反应后,NiO改性ZSM-5催化剂上出现了金属Ni,这可能是由于在积炭过程中,伴随着氢转移过程或者是水消炭反应过程而产生的H2将NiO还原为金属Ni;而且,催化剂的积炭量明显降低,同时作为积炭前驱体的稠环芳烃的生成量也明显减少,推测可能是由于金属Ni的存在,抑制了烷基苯脱氢生成稠环芳烃积炭前驱体的反应,因而提高了催化剂的稳定性。     

硅铝比对ZSM-5分子筛催化甲醇制烯烃性能的影响

以n(Si)/n(A1)分别为25、38、50、80、360的ZSM-5分子筛为催化剂,利用N2吸附-脱附、XRD和NH3-TPD对催化剂的孔结构和表面酸性进行表征分析,测定催化剂对甲醇制低碳烯烃(MTO)各产物的选择性,讨论催化剂的孔结构与表面酸性对其催化性能的影响。结果表明,随硅铝比增加,催化剂平均孔径逐渐减小,中强酸逐渐消失,酸强度逐渐减弱,烯烃的选择性逐渐增大,催化剂的稳定性逐渐增强。其中,硅铝比360的分子筛具有最低的表面酸强度,最大的比表面积和最小的孔径,MTO催化性能最佳,乙烯+丙烯的选择性达69.36%。     

SiO_2改性HZSM-5催化剂催化C_4烯烃裂解生产丙烯

利用硅油对HZSM-5分子筛进行液相沉积S iO2改性,制备了S iO2/HZSM-5催化剂(简称催化剂);考察了S iO2沉积量及反应条件对催化剂催化C4烯烃裂解生产丙烯性能的影响;采用X射线衍射、N2等温吸附-脱附、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、吡啶吸附-脱附红外光谱等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,在HZSM-5分子筛上沉积SiO2调变了催化剂的孔结构和酸性,SiO2沉积量影响催化剂的性能,当SiO2沉积量为7.0%(质量分数)时,催化剂具有适当的孔结构和酸性,催化剂的性能较好。在530℃、0.1MPa、原料重时空速2.0 h-1、催化剂中SiO2沉积量7.0%的条件下,C4烯烃转化率为42.9%,丙烯收率为28.3%。     

中空ZSM-5分子筛的制备及其在2-甲基萘烷基化合成2,6-二甲基萘中的应用

通过在溶胶-凝胶过程中添加适量成核促进剂NaH_2PO_4进行凝胶控制,经一步水热晶化法合成出具有中空结构小晶粒ZSM-5分子筛,并通过XRD、FTIR、SEM、TEM、激光粒度分析和N_2吸附-脱附等手段对其结构进行了表征。表征结果显示,成核促进剂的添加使得合成的ZSM-5分子筛形貌更加规则,晶粒大小更为均一,晶粒出现中空结构。在2-甲基萘烷基化合成2,6-二甲基萘的过程中,制得的中空ZSM-5分子筛表现出较好的稳定性、活性和选择性。在反应温度400℃、2-甲基萘重时空速0.5 h~(-1)的条件下,2-甲基萘初始转化率大于28%;反应12h后仍保持在25%以上,2,6-二甲基萘收率最高可达10.5%。     

HZSM-5/Silicalite-1复合分子筛的甲苯甲醇烷基化反应的催化性能

采用水热合成法在商业HZSM-5分子筛表面生长了一层Silicalite-1纯硅分子筛层,在典型反应条件下评价了复合分子筛对甲苯甲醇烷基化反应的催化性能。考察了水热合成原料配比、晶化时间对催化活性的影响,在HZSM-5(n(SiO2)/n(Al2O3)=80)与Silicalite-1合成液固液配比为1:30g/mL,晶化温度为100℃,晶化时间为18h条件下合成的复合分子筛催化剂的对二甲苯选择性为56.66%。在HZSM-5外表面适当生长纯硅Silicalite-1分子筛,提高了对二甲苯产物选择性。