加氢异构化催化剂的研究——酸性能的影响

以具有不同硅/铝摩尔比的ZSM-12和ZSM-22分子筛为研究对象,采用XRD、XRF、N2吸附、吡啶吸附和SEM等分析工具对合成的分子筛样品进行了详细的表征。结果表明,所用分子筛为纯相晶体且Al原子完全处于分子筛骨架中;分子筛Br9nsted酸中心数量和强度随硅/铝摩尔比变化而改变。以正癸烷为模型化合物对制备的催化剂进行加氢异构化反应评价。结果表明,分子筛的酸性中心数量是影响催化剂活性的主要因素;在低转化率(85%)下,Br9nsted酸中心数量对催化剂异构选择性的影响要大于强Br9nsted酸中心的比例。另一方面,研究结果也表明,即使分子筛酸性质相同,如果分子筛孔径不同,相应催化剂所表现出来的催化活性和选择性也是不相同的。     

Fe取代的Pt/H-ZSM-12催化剂的合成及其正十二烷加氢异构化性能研究

在长链烷烃的加氢异构反应中,H-ZSM-12分子筛独特的孔道结构有利于多支链异构体的生成,但其较强的酸性加剧了裂解副反应的发生。以Fe同晶取代分子筛骨架中的Al,可以有效降低分子筛的酸强度。为了提高异构产物的选择性,采用水热法合成了Fe取代度(以n(Fe):n(Al+Fe)计)分别为0%、50%和100%的Z12-Al、Z12-Al-Fe和Z12-Fe分子筛。紫外可见吸收光谱(UV-Vis)表征结果表明,Z12-Al-Fe和Z12-Fe中引入的Fe绝大多数以[Fe O₄]的结构存在于分子筛骨架中。红外吸收光谱(FT-IR)和X-射线光电子能谱(XPS)表征结果表明,H-Z12-Al-Fe和H-Z12-Fe骨架中的Fe与Si—OH结合形成了Si—OH—Fe键。氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)和吡啶红外(Py-IR)表征结果表明,随着分子筛中Fe含量的增加,其强酸位的酸强度逐渐降低,总Br?nsted酸的数量明显减少。在分子筛载体上负载足量的金属Pt后,以正十二烷(n-C₁₂)为模型化合物评价了双功能催化剂的加氢异构性能(...     

高硅沸石分子筛ZSM-11用于CH4与N2吸附分离性能的研究

以四丁基氢氧化铵为模板剂,通过调节铝源和硅源的比例合成了两种高硅铝比(n(Si)/n(Al)=100、500)沸石分子筛ZSM-11,采用XRD、TG和N2吸/脱附等方法对ZSM-11分子筛进行了表征分析,测试了样品在500 kPa下对CH₄和N₂的吸附性能。结果表明,ZSM-11-500样品的比表面积和吸附容量略高于ZSM-11-100,两个样品的CH₄/N₂吸附选择性均达到4.0以上,优于商业吸附剂水平。混合气体穿透模拟结果显示,ZSM-11具有良好的CH₄/N₂分离能力,且对于低浓度煤层气中CH₄的富集纯化脱除N₂具有良好的应用前景。     

Ru/TiO_2+ZSM-5复合催化剂上糠醛和乙醇高效转化制乙酰丙酸乙酯

采用沉积还原法制备了不同载体(MO_x=TiO_2、SiO_2、Al_2O_3、Mg O和ZrO_2)负载的Ru催化剂,采用水热法合成了不同硅铝物质的量比(n(Si)/n(Al)=23、66、96、160和∞)的氢型ZSM-5分子筛,组成Ru/MO_x+ZSM-5双功能催化剂,对其在生物质平台化学品糠醛(FAL)和乙醇(EA)转化制乙酰丙酸乙酯(ELE)反应中的催化性能进行了研究。结果表明,Ru/MO_x+ZSM-5双功能催化剂的性能与其还原性和酸性密切相关。中等粒径的Ru纳米颗粒高度分散在TiO_2载体上以及Ru和TiO_2之间存在的强相互作用使得Ru/TiO_2既具有较高的FAL转化率又能抑制ELE过度加氢反应。由Ru/TiO_2与酸密度高的低硅铝比ZSM-5(n(Si)/n(Al)=23)混合组成的Ru/TiO_2+ZSM-5(n(Si)/n(Al)=23)催化剂,对FAL和EA转化制ELE具有良好的催化性能,在180°C下反应16 h,FAL转化率达96.7%,ELE收率达76.7%。此外,该双功能Ru/TiO_2+ZSM-5(n(Si)/n(Al)=23)催化剂也表现出良好的稳定性,重复使用多次后活性无明显降低。     

晶体生长抑制剂含量对ZSM-5分子筛晶化合成及催化MTP反应性能的影响

向ZSM-5分子筛合成凝胶体系中加入尿素作为晶体生长抑制剂,可显著降低分子筛沿b轴方向的尺度,其片状结构分子筛有利于传质,用于催化甲醇转化制丙烯(MTP)反应时可抑制副反应,延长催化剂寿命。考察了尿素添加量对合成的分子筛及其对MTP反应性能的影响。结果表明:不加尿素合成的ZSM-5分子筛中孤立Al和配对Al各占50%,表面Al含量低于体相Al;加入尿素后孤立Al相对含量高达95%左右,且呈表面富铝的分布特点;添加不同尿素量的分子筛缺陷位量有所差异,与n(尿素)/n(SiO_2)为0.1制备的样品相比,n(尿素)/n(SiO_2)分别为0.5和1时,B酸位(Si-OH-Al)增加,内部硅羟基和硅羟基窝两种缺陷位减少;无论是否进行水热处理,添加尿素体系合成的ZSM-5活性和产品选择性显著优于不添加尿素合成的样品。结合ZSM-5分子筛扩散路径长短、酸性、Al分布、缺陷位种类和分布差异可知,晶粒尺度,孤立Al与配对Al含量是体系中加入尿素后合成样品性能提高的关键因素;合成体系中n(尿素)/n(SiO_2)在0.5~1范围内最佳。     

二甲醚在酸性分子筛上的低温水解

考察了几种酸性分子筛MCM-41、SAPO-34、ZSM-5和MCM-22上二甲醚的低温水解反应性能。结果发现,分子筛的种类和硅铝比均影响着催化剂上二甲醚水解反应的催化活性,其顺序为:MCM-41<相似文献   

硅铝比对Zn/HZSM-5分子筛丙烷芳构化性能的影响

采用离子交换法改性n(SiO2)/n(Al2O3)分别为25,38,50的ZSM-5催化剂,制得Zn(NO3)2改性的Zn/HZSM-5分子筛催化剂,采用TG-DTA、NH3-TPD方法表征其酸性质;利用气-固反应比较不同硅铝比的Zn/ZSM-5分子筛的丙烷芳构化性能.结果表明,随着n(SiO2)/n(Al2O3)增大,催化剂的总酸量减小,丙烷的转化率也随之下降;B酸量先减小后增大,当n(SiO2)/n(Al2O3)=38时,催化剂的B酸量最大,芳烃选择性也最高.     

Pt基催化剂上正十四烷的加氢异构反应性能

采用常规水热法合成了SAPO-11,ZSM-22,ZSM-23,β分子筛,并负载Pt制备了Pt/SAPO-11,Pt/ZSM-22,Pt/ZSM-23,Pt/β加氢催化剂;采用XRD、SEM、N2吸附-脱附、NH3-TPD和吡啶吸附FTIR表征了4种催化剂的结构和酸性;以正十四烷为模型化合物,采用固定床反应器研究了4种催化剂对正十四烷加氢异构反应的催化性能。实验结果表明,正十四烷加氢异构反应遵循孔口-锁钥机理和β断裂机理,催化剂的活性和选择性主要取决于催化剂的结构、酸量、酸强度及其分布,不同催化剂上正十四烷加氢异构反应活性按下列顺序递减:Pt/βPt/ZSM-23Pt/ZSM-22Pt/SAPO-11;较弱的酸性和较小的孔径更有利于正构烷烃的加氢异构化反应,减少了二次裂化反应。     

ZSM-5/SBA-15复合分子筛材料的制备及其加氢异构性能

合成了ZSM-5/SBA-15复合分子筛材料,并对其晶型结构、孔道参数、酸性质等物理化学性质和加氢异构化性能进行了表征和评价。结果表明:所合成的复合分子筛具有ZSM-5和SBA-15分子筛骨架结构,适宜的酸性和独特的介-微复合孔道结构;将其作为载体负载金属Pt后制得的Pt-ZSM-5/SBA-15催化剂,在正辛烷的加氢异构反应中,较纯硅SBA-15基催化剂Pt-SBA-15、微孔ZSM-5分子筛基催化剂Pt-ZSM-5和ZSM-5与SBA-15物理混合基催化剂Pt-ZS-H,具有更高的双支链异构产物选择性和较低的裂化选择性。     

ZSM-35分子筛酸性对正丁烯异构化反应性能的影响

为了详尽定性和定量分析ZSM-35分子筛孔道内部和外部的酸中心,对在不同焙烧晶化条件下制备的3种ZSM-35分子筛样品(编号分别为GNJ,GNX,GW)采用NH_3-TPD和吸附不同探针分子的~(31)P MAS NMR谱进行表征,并在微反装置上对3种样品进行催化正丁烯异构化反应性能评价。结果表明:ZSM-35分子筛中Br?nsted酸酸量远多于Lewis酸酸量,且不同制备方法得到的ZSM-35分子筛Br?nsted酸强度与酸量不同;GNJ主要有1种弱Br?nsted酸中心,GW有3种不同强度的Br?nsted酸中心,较弱的Br?nsted酸中心在孔道内部和外部均有分布,较强的两种Br?nsted酸中心主要分布在孔道内部;GNX有两种不同强度的Br?nsted酸中心,在孔道内部和外部均有分布,且GNX的Br?nsted酸酸量高于GNJ和GW;催化正丁烯异构化反应时,ZSM-35分子筛的中强Br?nsted酸中心是异丁烯生成的必要酸中心,且中强Br?nsted酸中心更有利于异丁烯的生成,因此制备具有合适的中强Br?nsted酸强度和酸分布的ZSM-35分子筛有利于正丁烯异构化反应的进行。     

催化丁烯裂解高选择性生成丙烯的SAPO-18的合成（英文）

合成了不同n(Si)/n(Si+Al+P)的SAPO-18分子筛,并将其应用于催化丁烯裂解反应中;同时采用XRD、SEM、XRF、TG和NH_3-TPD技术对其进行表征,以考察如何通过改变凝胶混合物中的Si含量来提高其在催化丁烯裂解反应中的丙烯选择性。结果表明,与ZSM-5分子筛相比,n(Si)/n(Si+Al+P)为0.036的SAPO-18能获得较高的低碳烯烃选择性。在反应初期(TOS=3min),丁烯转化率达到71.6%,丙烯选择性可以达到54.2%。这主要归因于SAPO-18具有独特的八元环结构以及适宜的酸性。     

梯度孔SAPO-11分子筛的合成及Pt/SAPO-11催化剂的加氢异构化性能

以薄水铝石、硅溶胶和磷酸为原料,正二丙胺为有机模板剂,癸二胺或二甲基十八烷基［3 三甲氧基硅丙基］氯化铵为软模板剂,采用水热法合成出梯度孔SAPO-11分子筛。采用X射线衍射、BET物理吸附、扫描电子显微镜、吡啶吸附红外等手段对SAPO 11分子筛载体进行了表征。以正十四烷作为模型化合物,在高压微型反应装置上评价了由上述SAPO-11载体制备的Pt/SAPO-11催化剂上的加氢异构性能。结果表明,在相同的反应条件下,以梯度孔SAPO 11为载体制备的Pt/SAPO-11催化剂的异构化活性和单支链异构体选择性比常规SAPO-11为载体的催化剂有明显提高。     

硅铝摩尔比对Al-SBA-15介孔分子筛结构和性质的影响

在盐酸介质中、以异丙醇铝为铝源,采用一步法合成出Al-SBA-15介孔分子筛,采用N2吸附-脱附、XRD、TEM和NH3-TPD等方法对其进行表征,考察了n(Si)∶n(Al)对Al-SBA-15分子筛结构和性能的影响。表征结果显示,当n(Si)∶n(Al)=10时,Al-SBA-15分子筛的(110)和(200)晶面的衍射峰消失;与SBA-15分子筛相比,Al-SBA-15分子筛的滞后环形状和介孔分布未发生明显改变;n(Si)∶n(Al)=30,25,20,15的Al-SBA-15分子筛均保持了SBA-15分子筛的六方相介孔结构,当n(Si)∶n(Al)=10时,六方相介孔结构遭到一定的破坏,晶体形貌发生明显变化;n(Si)∶n(Al)越小时,合成出的Al-SBA-15分子筛的酸性越强,n(Si)∶n(Al)=15的Al-SBA-15分子筛可作为催化剂的载体。     

ZSM-5分子筛铝分布的研究方法

按凝胶中硅铝比分别为40和80,合成了板状和球形两种形貌的ZSM-5分子筛。通过将~(27)Al MAS NMR、Co(Ⅱ)离子交换能力及UV-Vis-DRS技术相结合表征了孤立铝和铝对的含量及骨架铝原子的落位信息;采用~(29)Si MAS NMR技术表征了骨架中Si(nSi,(4-n)Al)(n=0~4)序列群体;采用XPS结合XRF表征了ZSM-5分子筛体相、表面和内部的铝分布,并对上述表征骨架铝分布的方法进行了对比。结合多种表征技术,确定了合成的ZSM-5分子筛的铝分布和落位,确定了ZSM-5分子筛骨架中Al的化学环境,为构建ZSM-5分子筛的铝分布和落位与反应性能的关系提供了数据支持。     

废ZSM-5分子筛再晶化并应用于甲烷部分氧化性能研究

废ZSM-5分子筛资源化利用可有效减少工业固废排放、降低环境污染，是一条节约能源、绿色环保且可持续发展的路线。探究了沸石废分子筛催化剂(主要为废ZSM-5分子筛)定向再生为ZSM-5分子筛的绿色回收工艺，重点考察了模板剂用量、补加硅源用量和模板剂种类对沸石废分子筛催化剂回收率的影响。通过X射线衍射(XRD)、氮气吸/脱附和扫描电镜(SEM)等分析合成分子筛的结晶度、比表面积和形貌，从而得出最佳合成条件：模板剂为四丙基氢氧化铵(TPAOH)、硅源与模板剂比例为n(SiO₂):n(TPAOH)=1:1且补加硅源量与废分子筛硅源量比例为n(Si补加):n(Si废)=2.5:1.0，对应废分子筛催化剂回收率可达88.0%。利用废分子筛催化剂再晶化所得ZSM-5分子筛作为载体制得的催化剂用于甲烷部分氧化反应进行性能测试，在600°C下较未变废原料表现出更优异的CH₄转化率、CO选择性和H₂选择性。     

Al/BMMs双介孔分子筛催化剂的制备及其在异丙苯催化裂化中的应用

通过后铝化合成方法制备了Al/BMMs双模型介孔分子筛催化剂;采用XRD、BET、FT-IR、TG等分析手段对其结构和性能进行了表征,并且考察了不同硅/铝摩尔比的催化剂在异丙苯催化裂化中的催化性能。结果表明,反应后Al/BMMs催化剂仍然保持了双介孔结构;同时随着Al含量的增加,异丙苯的转化率增加,当n(Si)/n(Al)=20时,转化率达到最大(约54%)。     

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%。     

SAPO-31分子筛的合成及其催化正癸烷加氢异构化反应性能

分别以异丙醇铝、硅气溶胶、磷酸为铝源、硅源和磷源,二正丁胺为模板剂,采用水热法合成了具有不同Si含量的纯相SAPO-31分子筛,并采用XRD、BET、SEM、NH3-TPD等手段对其结构和酸性进行了表征.再采用浸溃法制备了0.5%Pd/SAPO-31双功能催化剂,并在连续微型固定床反应装置上考察了其对正癸烷加氢异构化反应的催化性能,考察了SAPO-31分子筛的Si含量对其晶貌、孔结构特性、酸性和催化性能的影响规律.结果表明.随着SAPO-31分子筛酸性位的增加,Pd/SAPO-31催化剂上正癸烷的转化率提高,异构体中单甲基壬烷的选择性下降,在0.5%Pd/SAPO-31(n(SiO2)In(Al2O3)=0.5)催化剂上正癸烷异构化产率达到最大值.     

环状ZSM-5分子筛的合成与表征

低温条件下,以四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂、偏铝酸钠为铝源、正硅酸乙酯为硅源,采用水热合成法合成环状ZSM-5分子筛,考察了陈化温度、硅铝比和模板剂用量对分子筛环状结构形成的影响。利用XRD,SEM,TEM,N₂吸附-脱附等方法对环状ZSM-5与常规ZSM-5分子筛的形貌、晶体结构和孔结构进行表征。实验结果表明,较低的陈化温度(0℃)、低硅铝比(n(SiO₂)∶n(Al₂O₃)≤60)、n(TPAOH)∶n(SiO₂)=(10～13)∶30的条件有利于形成环状结构的ZSM-5分子筛;与常规ZSM-5分子筛相比,环状ZSM-5分子筛形貌规整、结晶度高、分散更均匀,且由于环状中空结构的存在,环状ZSM-5分子筛的比表面积略高于常规ZSM-5分子筛;所得环状ZSM-5分子筛在催化苯和乙醇制乙苯反应中表现出较好的乙苯选择性。     

EU-1/ZSM-5复合分子筛的合成与表征

以四丙基氢氧化铵（TPAOH）和四丙基溴化铵（TPABr）为模板剂、 EU-1为铝源,水热晶化合成EU-1/ZSM-5复合分子筛。采用XRD,SEM-EDS,N2吸附-脱附及FT-IR等手段对合成样品进行表征。结果表明,所合成的EU-1/ZSM-5复合分子筛具有与EU-1分子筛及ZSM-5分子筛混合物相同的XRD图谱,但红外谱图的谱峰均向高波数方向偏移,并产生明显的次级介孔结构;在形貌上,复合分子筛中EU-1相周边规整附晶生长着ZSM-5分子筛的纳米颗粒。EU-1/ZSM-5复合分子筛的合成条件为m (EU-1)/m (SiO2)=1.1~1.4,n (OH-)/n (SiO2)=0.07~0.15,n (TPAOH)/n (TPABr)=1:9~5:5,晶化时间24~72 h,晶化温度100～120 ℃。