Co改性多级孔Hβ分子筛的酰化反应工艺研究

以碱处理的多级孔Hβ分子筛为载体,采用浸渍法制备出Co改性多级孔Hβ分子筛。通过XRD,BET和Py-FTIR等表征手段对催化剂进行分析,可知改性后的催化剂仍是BEA晶体结构,且是具有微介孔结构的多级孔分子筛。Co的负载同时增加了L酸量和B酸量,提升了催化活性。以苯甲醚与乙酸酐酰化反应为探针,探究Co改性多级孔Hβ分子筛的酰化反应催化效果。结果表明:在Co负载量为5%,反应温度为120℃,催化剂用量2 g,反应物摩尔比为1.5时,催化剂酰化反应效果最佳,此时乙酸酐转化率93.61%,选择性97.52%。     

Fe-多级孔Hβ的制备及催化合成二苯甲烷性能

用NaOH溶液对Hβ进行处理,得到多级孔Hβ分子筛。在0.10 mol/L碱浓度下,采用浸渍法制备Fe-多级孔Hβ分子筛(Fe-Hβ-B0.10)。通过XRD、XRF、N_2吸附-脱附、SEM-EDS、傅里叶变换红外光谱、NH_3-TPD和Py-FTIR对样品进行了表征。结果表明,适当的碱浓度处理在保持Hβ分子筛微孔骨架的同时,引入了介孔,Fe-多级孔Hβ分子筛仍能保持微介孔结构,活性组分Fe_2O_3能够很好地分散在载体表面。以苯和氯化苄为原料,考察其催化合成二苯甲烷的性能。与Fe-Hβ-B0催化剂相比,Fe-多级孔Hβ有效地提高了反应物和产物的扩散性能,氯化苄的转化率、二苯甲烷的选择性分别提高了9.4%和3.2%。Fe-多级孔Hβ催化剂重复使用3次后仍然保持较好的催化活性。     

改性Hβ 沸石分子筛的制备及烷基化性能

采用碱处理Hβ沸石得到含介孔结构的Hβ分子筛,再使用浸渍法制备了Fe-多级孔Hβ催化剂。通过X射线荧光光谱仪,X射线衍射仪,N_2吸附–脱附等温曲线,扫描电子显微镜,吡啶吸附-Fourier红外光谱仪,热重分析对样品进行表征。结果表明:NaOH处理Hβ后成功引入介孔,Fe改性并未破坏载体结构。碱处理扩大了Hβ孔径,有效的提高了反应物和产物的扩散性能;Fe改性增加了催化剂表面活性中心数量,提高了催化剂表面Lewis酸含量。考察了碱处理浓度、时间,焙烧温度、时间对烷基化性能的影响。在碱处理浓度0.1 mol/L,碱处理时间30 min,焙烧温度450℃,焙烧时间4 h的最佳制备条件下,制备出的Fe-多级孔Hβ催化剂的氯苄转化率为99.7%,二苯甲烷的选择性达到81.2%。     

微波辐射加热金属离子改性Hβ分子筛催化合成蒽醌

在微波辐射加热下用不同金属离子(Al3+、Ti4+、Fe3+)对Hβ分子筛进行改性,并将其用于催化苯与苯酐合成蒽醌。采用XRD、NH3-TPD和吡啶-IR对分子筛进行了表征。结果表明,微波辐射加热能提高分子筛的改性效率,改善其催化性能,且对分子筛晶体结构没有破坏作用。不同金属离子改性分子筛的催化效果差别很大,其中,0.5 mol/L的Al2(SO4)3溶液改性的Hβ分子筛催化效果最好,蒽醌产率38.87%,选择性92.78%。分子筛的表面酸性质对其催化性能有较大影响,催化剂表面的中强度酸是催化活性中心,L酸量与B酸量的比值对分子筛的催化性能有重要影响。     

蜡油多产中间馏分油加氢裂化催化剂制备

以工业常用改性Y型分子筛(HY、USY、NNY)为主要酸性组分,Ni-W为活性金属组分,采用等体积浸渍法分别制备分子筛类型、分子筛含量、磷助剂加入量、Hβ分子筛加入量、金属负载量和金属原子配比等不同的催化剂。并对催化剂进行N_2吸附-脱附、XRD、XRF和Py-IR等表征。结果表明,以NNY分子筛为酸性组分制备的催化剂具有更适合的孔径分布,其酸性也相对适中。随着分子筛含量的增加,催化剂的介孔数量减少,酸中心数增加。磷的加入使催化剂酸中心增加,加入质量分数超过1. 5%后,催化剂酸中心反而减少。分子筛总质量分数恒定30%,Hβ分子筛质量分数为10%时,催化剂酸中心数最大。     

分子筛催化异丁烷与正丁烯烷基化反应性能

以Y、β、MCM-41和EU-1分子筛为活性组分制备异丁烷与正丁烯烷基化反应催化剂,并利用NH_3-TPD和N_2物理吸附-脱附对催化剂进行表征。结果表明,HY分子筛催化剂的总酸量最大,MCM-41分子筛催化剂的总酸量最小,Hβ和HEU-1分子筛催化剂总酸量适中,Hβ分子筛催化剂平均孔径最大,而大孔径有利于分子扩散。对分子筛催化异丁烷与正丁烯反应的催化性能进行研究,结果表明,Hβ分子筛催化剂的失活速率最低,正丁烯异构化率最低,生成的烷基化油辛烷值达85.2,对Hβ分子筛催化剂进行Pt元素改性后催化剂的失活速率降低。     

超声波碱处理改性对丝光沸石结构、酸性质及其催化性能的影响

基于丝光沸石(MOR)催化合成乙酸甲酯稳定性较差及传统碱处理MOR较难引入多级孔的特性,提出了利用超声波对MOR进行碱处理脱硅改性以制备多级孔MOR的技术。采用XRD、SEM、TEM、吡啶红外和N2吸-脱附等手段对催化剂进行了表征,分别考察了超声波在不同碱浓度处理改性条件下对分子筛催化剂骨架结构、酸性质、孔结构以及催化合成乙酸甲酯性能的影响。结果表明,通过超声波及合适浓度的Na OH碱溶液处理后,MOR分子筛的酸量、介孔孔容、比表面积都增加、孔径分布变宽,催化剂的活性和稳定性等催化性能得以改善。改性后的MOR催化剂二甲醚(DME)转化率由35.3%增加到44.8%,使用寿命大大延长,但碱液浓度过高会严重破坏MOR分子筛骨架结构,催化活性及稳定性快速下降。     

六方介孔氧化硅负载磷钨酸的催化性能

采用浸渍法将磷钨酸(HPW)负载于六方介孔氧化硅(HMS)上,制备HPW改性HMS介孔材料HPW/HMS,对其进行了表征;以HPW/HMS为催化剂,催化2-萘甲醚(2-MN)与乙酸酐(AA)的酰化反应,考察了各因素对催化反应的影响. 结果表明,HPW高度分散在HMS上,HPW/HMS的酸量和酸强度随HPW负载量增加而增加. 在温度120℃、时间4 h、催化剂用量0.3 g及2-萘甲醚/乙酸酐摩尔比1:2条件下,2-萘甲醚转化率为75.3%(mol),目标产物2-甲氧基-1-萘乙酮的选择性达83.0%(mol). 催化剂可回收再利用,催化活性略有降低.     

铈改性Hβ分子筛催化苯酐法合成蒽醌的研究

采用离子交换法和等体积浸渍法用氧化铈对Hβ分子筛进行改性,对其催化苯酐一步法合成蒽醌的反应进行了研究。结果表明,改性后Hβ分子筛的L酸位加强,B酸位减弱,催化性能下降;CeO2的负载量越高,催化效果越差;但改性催化剂的选择性有了很大提高,蒽醌选择性最高可达98.46%。     

β分子筛催化剂的多异丙苯烷基转移性能研究

运用比表面分析、孔径分布、NH₃-TPD等方法测定了分子筛催化剂的孔结构及表面酸性质,采用固定床反应器对改性β分子筛催化剂的烷基转移性能进行了研究。结果表明,催化剂的酸性质及孔结构决定了其烷基转移性能。针对不同的烷基化反应,研究了用不同方法改性的β分子筛催化剂的烷基转移性能。     

碱处理改性对Zn/HZSM-5分子筛催化剂性能的影响

以不同浓度的NaOH溶液对HZSM-5分子筛进行碱处理改性后所得多级孔ZSM-5分子筛作为活性组分制备甲醇制芳烃催化剂,采用XRD、SEM、NH3-TPD和N2吸-脱附等手段对催化剂进行了表征,分别考察了碱处理改性对分子筛催化剂骨架结构、酸性质、孔结构以及催化性能的影响.结果表明,通过合适浓度的NaOH碱溶液处理后,HZSM-5分子筛在保持微孔骨架结构的同时,可以调变其晶内介孔孔道结构分布以及酸性质.随着NaOH碱溶液浓度升高,HZSM-5分子筛的酸量、介孔孔容、介孔表面积都增加、孔容分布变宽,催化剂的活性和稳定性等催化性能得以改善.HZSM-5分子筛碱处理改性适宜的NaOH溶液浓度为0.4 mol/L,改性后的催化剂芳烃收率由25.07％增加到32.22％,使用寿命由8d增加到16d,但NaOH溶液浓度超过0.6 mol/L后会严重破坏HZSM-5分子筛骨架结构,催化活性下降较快.     

FCC汽油临氢异构化/芳构化改质催化剂研究进展

综述了近年来催化裂化汽油临氢异构化和芳构化改质催化剂的研究进展,着重以改性沸石分子筛和多级孔道分子筛来介绍改质催化剂的研究应用,总结表明,适宜的孔结构和酸性,尤其是L酸和B酸的适宜比例对改质效果影响较大。阐述了催化裂化汽油改质过程中烯烃的转化机理,最后对FCC汽油改质催化剂的研究重点进行了展望。     

不同银引入方式的多级孔分子筛的制备及表征

选用ZSM-5分子筛为原料,采用水热晶化法,以硅烷类P为软模板剂、四丙基溴化铵为微孔结构导向剂,制备具有微介孔结构的P-ZS多级孔分子筛。进一步通过负载法、银盐或银氨配合物原位合成法等对P-ZS进行改性,制备出一系列银基改性P-ZS多级孔分子筛,并采用XRD、H2-TPR、NH3-TPD、Py-FTIR、氮气等温吸脱附测试等对其结构进行表征。结果显示,银氨原位合成法所得[Ag,Al]P-ZS多级孔分子筛比其他银引入方式所得改性分子筛结构更加稳定;与P-ZS相比,[Ag,Al]PZS比表面积、孔容及孔径等明显减小,但晶型和骨架结构未发生改变;[Ag,Al]P-ZS产生了强Lewis酸,酸性位点数量多,整体酸量明显增加。     

高温氮化对Hβ分子筛物化性能的影响研究

通过高温氮化法对Hβ分子筛进行改性,制备出含氮的Hβ分子筛。通过X射线衍射(XRD)、N₂物理吸附、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)和CO₂程序升温脱附(CO₂-TPD)等方法对氮化后Hβ分子筛的结构和酸碱性质进行表征分析。结果表明,高温氮化后Hβ分子筛的晶体结构未发生明显变化,但随着氮化温度的升高,Hβ分子筛的比表面积和孔体积均显著降低,且酸量变少、酸强度变弱;经800℃氮化处理后,Hβ分子筛出现-NH₂-和-NH-基团,产生了新的碱性位。     

季铵盐表面活性剂辅助合成多级孔Hβ分子筛催化苯胺缩合性能研究

采用季铵盐表面活性剂辅助模板法合成了一系列多级孔Hβ(H-Hβ)分子筛,通过XRD、XRF、SEM、TEM、N_2吸附-脱附、NH_3-TPD等表征方法对合成的H-Hβ分子筛物化性质进行分析,并在固定床反应器上对其催化苯胺缩合制二苯胺的性能进行了评价。结果表明,通过加入季铵盐表面活性剂,在合成的Hβ分子筛中成功引入了介孔,形成了微孔-介孔的复合孔道结构,增大了Hβ分子筛的孔容和孔径,有利于大分子的扩散。季铵盐表面活性剂碳链长度越长,合成的H-Hβ分子筛介孔孔容和孔径越大。相较于常规的Hβ分子筛(苯胺转化率为18.5%),H-Hβ分子筛可以显著提高苯胺转化率至31.0%~33.23%,二苯胺选择性都超过96%。另外,以十六烷基三甲基溴化铵为辅助试剂合成的H-Hβ分子筛随着硅铝比的减小,其酸量逐渐增多,苯胺转化率也逐渐提高,而选择性基本保持不变。     

Hβ沸石催化降解聚烯烃的研究

将Hβ沸石进行水热处理和酸处理改性后,其比表面积、总孔容及平均直径均增大,二次孔孔容占总孔容的387%以上,说明改性后的沸石具有更通畅的孔道和较多的二次孔, 总酸量减少,酸强度分布降低。热重分析研究了处理前后的Hβ沸石作催化剂对聚苯乙烯及聚乙烯催化降解的作用。结果表明,Hβ沸石能显著降低聚乙烯的热降解温度,对聚苯乙烯的热降解温度影响不大。催化剂的酸量对聚乙烯降解温度、活化能及积炭生成有很大的影响。催化剂酸量增加,聚乙烯的降解温度和活化能均明显下降,但积炭量增加。催化剂对聚苯乙烯的热降解影响主要取决于孔结构。     

多级孔HZSM-5分子筛催化快速热解生物质制芳烃

采用酸和/或碱处理法制备了一系列多级孔HZSM-5分子筛,采用XRD、N2吸附、XRF、TEM、27Al MAS NMR和NH3-TPD等表征手段对其孔道结构和酸性进行表征。表征结果表明,采用碱处理方法,可获得孔径集中于3～6 nm的介孔结构,通过改变酸、碱处理次序,可调变酸中心数量和强酸/总酸中心比例。在Py-GC/MS装置上,以纤维素和水稻秸秆为原料,研究多级孔分子筛结构对催化快速热解(CFP)制芳烃反应的影响。反应评价结果表明,同商品级HZSM-5相比,采用先碱后酸处理获得的多级孔HZSM-5分子筛(HZ-OH/H),可将纤维素CFP芳烃碳产率由32.3%提高至43.6%,可将水稻秸秆CFP芳烃碳产率由23.0%提高至30.8%。多级孔HZ-OH/H分子筛的孔道结构和酸中心分布特征,对开发应用于生物质制芳烃的高效工业催化剂具有借鉴意义。     

SO42-/Al2O3-ZrO2/SBA-15固体酸催化合成棕榈酸甲酯

将Al(NO3)3.9H2O,Zr(NO3)4.5H2O与活化后的主体材料SBA-15分子筛通过尿素水解的方法,制备了改性SBA-15分子筛,进一步用硫酸浸渍处理改性分子筛以增强分子筛表面的酸活性中心。并采用红外光谱、扫描电镜、透射电镜等分析方法对试样进行了表征,结果表明,制得的催化剂SO24-/Al2O3-ZrO2/SBA-15仍然保持高度有序的介孔一维六角结构。并将其催化剂用于棕榈酸与甲醇的酯化反应中,采用正交实验确定较佳的工艺条件为:催化剂用量为1.2 g,n(棕榈酸)∶n(甲醇)=1∶12,反应时间为9 h,此条件下棕榈酸甲酯的反应收率可以达到82.3%,实验表明所合成的固体酸催化剂具有良好的催化性能。     

温度对β分子筛苯液相烷基化性能的影响

温度对β分子筛催化苯与乙烯液相烷基化反应性能的影响较大,本文从催化剂及反应角度两方面研究了温度对催化剂性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N₂物理吸附-脱附(BET)及吡啶吸附傅里叶变换红外光谱(Py-FTIR)等方法对自制的β分子筛进行表征,并考察了不同温度下β分子筛在苯与乙烯液相烷基化反应中的催化性能。结果表明,随温度升高,乙烯转化率升高,乙苯选择性降低,二乙苯选择性增加,其中,邻二乙苯选择性降低,对二乙苯选择性增加。同时,随温度升高,β分子筛上B酸量减少,主要为桥式羟基B酸和端基硅羟基B酸的减少。表明反应温度对乙烯转化率的影响主要受动力学控制;而温度对产物选择性的影响主要来源于温度对B酸量变化的影响,其中,乙苯选择性与B酸量有正相关性,邻二乙苯选择性与桥式羟基B酸量和端基硅羟基B酸量有正相关性。     

超声波碱处理改性对丝光沸石结构、酸性质及其催化性能的影响

基于丝光沸石（MOR）催化合成乙酸甲酯稳定性较差及传统碱处理MOR较难引入多级孔的特性,提出了利用超声波对MOR进行碱处理脱硅改性以制备多级孔MOR的技术。采用XRD、SEM、TEM、吡啶红外和N₂吸-脱附等手段对催化剂进行了表征,分别考察了超声波在不同碱浓度处理改性条件下对分子筛催化剂骨架结构、酸性质、孔结构以及催化合成乙酸甲酯性能的影响。结果表明,通过超声波及合适浓度的NaOH碱溶液处理后,MOR分子筛的酸量、介孔孔容、比表面积都增加、孔径分布变宽,催化剂的活性和稳定性等催化性能得以改善。改性后的MOR催化剂二甲醚（DME）转化率由35.3%增加到44.8%,使用寿命大大延长,但碱液浓度过高会严重破坏MOR分子筛骨架结构,催化活性及稳定性快速下降。