红外光谱测定固体酸催化剂表面酸性

利用固体酸催化剂吸附吡啶表征固体酸催化剂的性质,以测定其表面酸性部位的类型(L酸、B酸)、强度和酸量。采用抽真空系统、红外光谱(fTIR)方法,根据固体酸催化剂红外光谱的峰面积计算B酸、L酸的含量。     

MTBE裂解制异丁烯催化剂表面酸性与活性的研究

采用Hammett指示剂的胺滴定法和催化剂活性评价装置研究了甲基叔丁基醚裂解制异丁烯催化剂的表面酸量、表面酸强度与活性的关系 ,使用傅里叶变换原位红外光谱方法对催化剂表面酸类型进行了表征。结果表明 :催化剂的活性随其表面酸量的增加而提高 ,表面的B酸位是它的主要活性中心。     

Zn/ZSM-5分子筛晶粒大小和预处理条件对丙烷芳构化性能的影响

在常压连续流动固定床反应器上,以Ｚｎ／ＨＺＳＭ － ５ 为催化剂,考察了分子筛晶粒大小、焙烧温度、水热处理温度和正硅酸乙酯改性对丙烷芳构化转化率、芳烃收率以及产物分布的影响。用吡啶吸附红外光谱表征了分子筛的表面酸性和酸强度（Ｂ 酸和Ｌ 酸） ,并与反应结果进行关联,得出了一系列有意义的结果。     

苯胺气相N-甲基化反应与动力学研究

使用管式固定床反应器对多种催化剂用于苯胺和甲醇气相N-烷基化反应的活性进行了评价。用红外光谱测定了催化剂表面酸的类型;用程序升温脱附法测定了表面酸强度分布。对催化剂的活性和表面酸性进行了关联,确定了苯胺的N-甲基化是在较弱的L酸中心上进行的。用管式反应器研究了催化剂的使用工艺条件、稳定性及其反应动力学,获得了反应速率方程、活化能,并提出了可能的反应机理。     

几种沸石分子筛的酸性研究

本文应用氨的程序升温脱附和吡啶吸附红外光谱分析法对日本参照催化剂(JRC)的十种沸石分子筛的表面酸吸附量及酸的性质进行了研究,得出了在不同温度下Lewis酸和Bronsted酸的比例,并证明了丝光沸石比Y型沸石的酸性要大,而且酸的强度也要大得多。     

HZSM-5催化剂水热处理后结构、酸性及裂解性能的研究

以100%水蒸气在300～800℃温度下,对 SiO_2/Al_2O_3比为60的 HZSM-5水热处理4h。所得样品用 XRD 和 DTA 测定样品的结晶度和稳定性。用傅立时红外光谱及微量热研究了样品的酸性质。以正已烷脉冲微反试验测定样品的裂化性能。HZSM-5催化剂具有良好的结构稳定性,经800℃水热处理后仍保留完好的晶格结构。但水热处理使 HZSM-5催化剂脱铝。脱铝始于400℃左右,在500～600℃时加剧。脱铝反应使催化剂总酸量降低。脱铝生成的结构外铝起 L 酸作用。讨论了 HZSM-5催化剂水热处理后对正己烷裂化性能的影响,并将正己烷试验结果和 HZSM-5催化剂样的酸性质进行了关联。     

耐硫变换催化剂失活原因的分析与探讨

采用原位红外光谱（ＩＲ）、Ｘ—射线衍射光谱（ＸＲＤ）、微反—色谱（ＭＲＣ）等多种物理测试手段，对大连化学工业集团公司合成氨厂使用前后的Ｃｏ—Ｍｏ系耐硫变换催化剂Ｋ８—１１的结构和性能进行了研究，指出了催化剂失活的主要原因是催化剂中的活性组分Ｃｏ、Ｍｏ的配位状态发生变化（包含催化剂的活性中心的数量减少）和催化剂的微观结构发生变化（包括载体发生相变和活性组分Ｃｏ发生硫酸盐化），并对引起催化剂失活的其他原因进行了分析和探讨。     

杂多酸表面酸性的原位TPD-FTIR研究

采用高纯氮保护，以吡啶作为探针分子，利用程序升温脱附－付里叶变换红外光谱（ＴＰＤ－ＦＴＩＲ）法，对杂多酸（Ｈ３ＰＭｏ１１ＶＯ４０、Ｈ３ＡｓＭｏ１１ＶＯ４０）催化剂表面酸类型进行了表征。实验结果表明，Ｈ３ＰＭｏ１１ＶＯ４０、Ｈ３ＡｓＭｏ１１ＶＯ４０吸附吡啶后同时存在Ｂ酸及Ｌ酸中心。     

Zn／ZSM－5分子筛晶粒大小和预处理条件 对丙烷芳构化性能的影响

在常压连续流动固定床反应器上,以Zn／HZSM－5为催化剂,考察了分子筛晶粒大小、焙烧温度、水热处理温度和正硅酸乙酯改性对丙烷芳构化转化率、芳烃收率以及产物分布的影响。用吡啶吸附红外光谱表征了分子筛的表面酸性和酸强度（B酸和L酸）,并与反应结果进行关联,得出了一系列有意义的结果。     

Al_2O_3作为粘结剂对Pt/HZSM-5的酸性质和催化性能的影响

本文以Al_2O_3为粘结剂,制备了具有较好催化活性、选择性和强度的二甲苯异构化催化剂Pt/HZSM-5-Al_2O_3。研究了Al_2O_3的含量、制备过程中HNO_3浓度以及热处理的方式等对催化剂的强度、酸性质和催化性能的影响,得到了制备该种催化剂的最佳条件。本文还用NH_3-TPD方法和红外光谱研究了Al_2O_3含量对催化剂酸性质的影响。考察了催化剂的活性、选择性和稳定性。并与不加Al_2O_3的Pt/HZSM-5进行了比较,得到了对发展二甲苯异构化工艺有益的信息。     

影响ZSM-5沸石酸性的因素

采用程序升温热脱附(TPD)及脉冲催化色谱法研究不同 SiO_2/Al_2O_3比和用不同模板剂合成的几种 HZSM-5沸石的酸性、催化活性以及它们之间的关系。考察了不同酸中心的性质以及对正己烷裂化活性的贡献。沸石的酸性和正己烷裂化活性取决于沸石本身所含铝原子数,其酸性和活性随 HZSM-5沸石 SiO_2/Al_2O_3比增加而下降。HZSM-5沸石存在着两种不同类型的酸中心,其酸强度也不相同,但对正己烷裂化活性有贡献的仅仅是强酸中心。用不同模板剂合成的 HZSM-5沸石其酸性和活性也有很大差别。     

甲醇制低碳烯烃催化剂的制备与改性

合成了ZSM-5分子筛,对其进行改性制备了HZSM-5和Ca/HZSM-5催化剂,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线能谱、傅里叶变换红外光谱和吡啶-程序升温脱附方法对催化剂进行了表征。以氮气为载气,在常压、500℃的反应条件下,在连续流动固定床反应器上考察了HZSM-5和Ca/HZSM-5催化剂对甲醇制低碳烯烃反应的催化性能。表征结果显示,Ca/HZSM-5与HZSM-5催化剂相比,酸强度降低,B酸中心数量减少,L酸中心数量增加;评价结果显示,Ca改性后Ca/HZSM-5催化剂的稳定性与转化产物中低碳烯烃的总选择性均显著提高,丙烯选择性由Ca改性前的30%提高到40%。结合催化剂的表征与评价结果,探讨了催化剂酸强度及其分布与催化剂稳定性和甲醇转化产物分布的关系。     

硅铝比对HZSM-5分子筛催化正丁烷裂解反应性能的影响研究

利用原位红外光谱法对不同硅铝比的HZSM-5分子筛催化剂进行表征,并在微反评价装置上对不同硅铝比分子筛催化正丁烷高温裂解活性进行评价,揭示了HZSM-5分子筛“硅铝比-活性位性质-催化性能”三者之间的关系。结果表明,硅铝比［n（SiO2）/n（Al2O3）］分别为38和200的HZSM-5分子筛表面活性位类型、数目和强度均存在巨大差异。HZSM-5-38分子筛表面存在较多的强酸性的硅铝桥键羟基和非骨架铝羟基,而HZSM-5-200分子筛表面仅存在少量的弱酸性或不具酸性的微孔内邻位孤立硅羟基和外表面孤立硅羟基。HZSM-5-200分子筛表现出更高的低碳烯烃收率,因而较低的酸密度和酸强度有利于多产烯烃。     

Cu-Ce/HZSM-5催化剂上的乙醇芳构化反应

以浸渍法制备了Ce/HZSM-5、Cu/HZSM-5、Cu-Ce/HZSM-5系列催化剂,采用XRD、氮气物理吸附和氨气程序升温脱附方法对其进行了表征,并考察了其催化乙醇芳构化性能。结果表明,Ce和Cu的负载降低了HZSM-5分子筛的比表面积,但分子筛保持原有的骨架结构,且强酸量减少、中强酸量和弱酸量增多;先浸渍Ce再浸渍Cu,Ce和Cu的负载量分别为1.2%和5%的HZSM-5催化剂具有最佳的乙醇芳构化催化性能,在反应温度350℃、质量空速1.0h-1条件下,芳烃收率可达67.6%。     

乙醇制丙烯反应热力学及HZSM-5/SAPO-34复合分子筛的催化性能

采用平衡常数法计算了乙醇制丙烯的主、副反应在不同温度下的反应热、Gibbs自由能变和热力学平衡常数,以及不同反应温度和乙醇分压下产物的热力学平衡组成。热力学分析结果表明,降低反应温度和提高乙醇分压有利于提高丙烯的平衡组成。研究了复合分子筛HZSM-5/SAPO-34催化剂的乙醇制丙烯性能以及催化剂的结构和酸性。实验结果表明,反应温度和乙醇分压对HZSM-5/SAPO-34催化剂上丙烯收率的影响与热力学计算结果略有差别,这是因为热力学分析未考虑烯烃齐聚物和芳烃的二次反应及催化剂的酸催化和择形催化作用。HZSM-5/SAPO-34催化剂的酸量和酸强度分布与其活性密切相关。在773 K、乙醇分压0.020 MPa时,m(HZSM-5)∶m(SAPO-34)=4的HZSM-5/SAPO-34催化剂上丙烯收率最高(34.5%),主要归因于该催化剂具有适宜的酸量和酸强度分布。     

不同HZSM-5催化剂上苯与乙醇的烷基化反应

 以正丁胺为模板剂、水玻璃为硅源、硫酸铝为铝源,采用水热晶化法合成出酸性和晶粒大小不同的ZSM-5分子筛,通过XRD、BET、SEM、NH3-TPD和Py-IR方法对催化剂进行了表征,并在连续流动固定床反应器上对其进行了苯与乙醇烷基化反应性能评价。结果表明,ZSM-5催化剂的酸性质是影响苯与乙醇烷基化反应中苯转化率和乙苯选择性的重要因素,晶粒大小在一定程度上对乙苯的选择性有影响。酸性弱、酸量少的小晶粒ZSM-5分子筛乙苯选择性和苯的转化率能同时达到最优。考察了操作条件对催化性能较好的小晶粒HZSM-5分子筛上苯与乙醇烷基化反应苯的转化率和乙苯选择性的影响,得到该催化剂的最佳反应条件：反应温度380 ℃,苯/醇摩尔比3 ~ 5,质量空速3 ~ 5 h-1。     

水热处理对 ZSM-5沸石的酸性、活性及烯烃选择性的影响

采用脉冲催化色谱分流技术,通过正己烷在 HZSM-5沸石上的裂化反应和反应条件下的吡啶中毒以及氨的程序升温脱附(TPD)研究了水热处理对 HZSM-5沸石酸性、活性及烯烃选择性的影响。得出未处理的 HZSM-5有强弱不同的两类酸中心。随着水热处理温度的提高,强酸中心峰向低温方向位移,弱酸中心峰向高温方向位移,前者比后者下降得快;到730℃时,强酸中心消失。同时得出了不同酸中心对正己烷裂化反应的影响,以及正己烷在不同处理沸石上裂化对的氢转移规律。     

介孔HZnZSM-5分子筛的合成及其甲醇芳构化性能

直接将Zn物种引入碱及表面活性剂溶液,制备了HZnZSM-5介孔分子筛。采用X射线衍射、NH₃程序升温脱附、N₂吸附-脱附、扫描电镜及透射电镜表征所制备的样品,并考察了其催化甲醇芳构化的反应性能。结果表明,未添加Zn物种制得的介孔HZSM-5的结晶度、强酸量及强度均比传统HZSM-5有所降低,其外表面积及介孔孔容显著增加;Zn物种的引入对样品形貌影响不大,但降低了其强酸量、外表面积及介孔孔容,且介孔分布减少。HZnZSM-5在甲醇芳构化反应中具有明显高于介孔HZSM-5的苯、甲苯及二甲苯(BTX)选择性,且其催化稳定性显著高于HZSM-5。     

用于苯酚与异丙醇烷基化反应的分子筛催化剂

研究了HZSM-5,HMCM-49,HMCM-41分子筛催化苯酚与异丙醇烷基化反应的性能,采用X射线衍射和NH3程序升温脱附等方法对分子筛进行了表征。实验结果表明,反应温度、分子筛的酸强度和酸量以及孔道结构是影响分子筛催化苯酚与异丙醇烷基化反应性能的重要因素,反应结果是各种因素共同作用的结果。以酸强度高、酸量多的微孔HZSM-5分子筛为催化剂,烷基化反应的主要产物为对异丙基苯酚,但其催化活性和稳定性相对较差;以中等酸量、超笼结构的HMCM-49分子筛为催化剂,低温时烷基化反应的主要产物为邻异丙基苯酚,高温时烷基化反应的主要产物为对异丙基苯酚,且HMCM-49分子筛有较高的催化活性及稳定性;以低酸量、中等酸强度的中孔HMCM-41分子筛为催化剂,其催化活性与稳定性都较差,且有较多的O-烷基化产物生成。     

磷改性对Pt/HZSM-5催化剂的酸性调变及临氢异构化性能的影响

采用等体积浸渍法制备了不同P含量改性的Pt-P/HZSM-5异构化催化剂,通过低温N2吸附-脱附、XRD、NH3-TPD和Py-IR等手段对催化剂试样进行了表征,在连续固定床反应装置上考察了催化剂的临氢异构化反应性能。结果表明：加入少量的P能够显著地调变催化剂的酸量和酸强度分布,使弱酸量增加,强酸量减少,Br?nsted酸量提高;Pt-P/HZSM-5催化剂显著抑制了裂解反应的发生,提高了反应的异构化率和DMB（二甲基丁烷）选择性。在反应压力1.5 MPa、氢油体积比500、体积空速1 h-1和反应温度280 ℃的条件下,P质量分数1%、Pt质量分数0.4%的Pt-P/HZSM-5催化剂的性能最优,正己烷转化率达到75.78%,异构化率为75.36%,裂解率为3.69%,DMB（二甲基丁烷）选择性为6.65%。