低成本合成介孔ZSM-5沸石及其负载CoMo催化剂的加氢脱硫活性

以廉价的水玻璃、硫酸铝为原料,以阳离子聚季铵盐为介观尺度模板剂,通过水热合成方法制备了较高结晶度的介孔ZSM-5沸石(MZSM-5)。采用等体积浸渍法制备MZSM-5负载CoMo金属硫化物催化剂(CoMo/MZSM-5),考察了其对4,6-二甲基二苯并噻吩加氢脱硫活性。与传统的γ-Al2O3负载的CoMo(CoMo/γ-Al2O3)催化剂相比,CoMo/MZSM-5表现出更高的加氢脱硫活性。     

高分散纳米Y型分子筛负载Ni_2P催化剂的制备及其加氢脱硫性能

以无模板剂法合成的纳米Y型分子筛(35 nm左右)为载体,采用低温还原法制备了高分散Ni_2P/NY催化剂,同时制备了普通Y型分子筛担载的Ni_2P/Y催化剂作为对比。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对载体和催化剂进行了表征,并在固定床反应器中考察了不同催化剂对4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)的加氢脱硫反应性能。结果表明,该催化剂的高活性来自纳米Y型分子筛上Ni_2P分散度的提高和高活性中心的暴露。在反应温度为340℃,反应压力为3.0 MPa的条件下,以Ni_2P/NY为催化剂,4,6-DMDBT的转化率达到了96.0%,高于CoMoS/Al_2O_3商业催化剂(77.2%)和Ni_2P/Y催化剂(67.0%)。     

NiAlPO_4-5分子筛的合成及加氢脱硫性能

采用水热合成法合成不同氧化镍含量的NiAlPO_4-5分子筛。红外、紫外漫反射和氢气升温还原表征结果揭示合成的NiAlPO_4-5分子筛中骨架Ni和非骨架Ni共存。金属镍对AlPO_4-5分子筛骨架的取代没有改变分子筛晶体结构。NiAlPO_4-5分子筛比表面积相比AlPO_4-5分子筛下降,晶粒增大,酸量提升。NiAlPO_4-5分子筛应用到二苯并噻吩加氢脱硫反应,其加氢脱硫活性高于AlPO_4-5和等体积浸渍法制备Ni负载的Ni/AlPO_4-5分子筛。与WO3负载氧化铝的传统加氢处理催化剂(W/A)相比,引入NiAlPO_4-5制备的催化剂W/A+NiAlPO_4-5显示出更高的二苯并噻吩加氢脱硫活性。     

ZSM-5分子筛膜合成条件对膜脱硫性能的影响

采用正交实验,考察了ZSM-5分子筛膜制备过程中合成液碱量、硅铝比、模板剂用量对成膜的影响,并采用单组分模拟汽油进行脱硫实验。从脱硫效果看,得出了用于脱除噻吩和苯并噻吩各自的最佳合成液配比。按最佳配比制备出两膜,用XRD、SEM对膜进行表征,确定了所合成的膜为ZSM-5分子筛膜,并估算出两膜的孔径分别为0.58 nm、0.64 nm。结果表明,合成液配比主要影响膜的孔径大小,从而影响着ZSM-5分子筛膜的分子筛分性能,最后指出当ZSM-5分子筛膜的孔径略小于硫化物分子动力学直径时,脱硫效果最佳。     

多级孔ZSM-5沸石分子筛制备方法研究进展

在微孔ZSM-5沸石分子筛中引入介孔结构制备多级孔ZSM-5沸石分子筛,可以很好的解决传统ZSM-5沸石分子筛在分子扩散方面受限和催化剂失活的问题。综述了几种多级孔ZSM-5沸石分子筛的制备方法,着重介绍后处理法、硬模板法以及软模板法,分析了不同制备方法的优缺点,简单介绍了其他制备方法。阐明了探索更加经济、环保、易操作的多级孔沸石分子筛制备方法仍然是科研工作者们努力的方向。     

多级孔ZSM-5分子筛的合成及其催化裂解性能

在不添加任何有机胺模板剂情况下,以硅溶胶和铝酸钠为原料通过简单的水热活化-晶化法合成多级孔ZSM-5分子筛(Z1),在此合成方法上,分别添加蔗糖、木质素、微晶纤维素作为介孔模板剂,合成了三种多级孔ZSM-5分子筛(SZ、LZ、CEZ)。进一步对纤维素和低密度聚乙烯(LDPE)进行共催化裂解研究,考察裂解反应温度和催化剂酸性、孔径对产物分布的影响。结果表明,在450～600℃下使用Z1对纤维素/LDPE进行共裂解,550℃时得到的BTX(苯、甲苯、二甲苯)产率最高(21.6%)。在优化温度下(550℃),使用不同催化剂进行共裂解实验,使用CEZ-10得到的BTX产率最高(26.1%),并有良好的抗积碳能力。与单独裂解LDPE(17.8%)相比,CEZ-10共裂解得到的BTX产率提升了8.3%。结果表明,共催化裂解纤维素和LDPE有助于BTX的生成。     

基于ZSM-5的多级孔材料的合成研究进展

介绍了近年来基于ZSM-5分子筛的多级孔材料的合成研究进展,包括多级孔ZSM-5材料的制备方法、结构特点、应用以及各制备方法的优缺点等,比较了多级孔ZSM-5与常规微孔ZSM-5分子筛的催化性能。展望了今后的发展前景,认为在对多级孔材料的孔结构实现可控的基础上,合成出具有良好水热稳定性和特定酸性质的多级孔ZSM-5将是今后研究的重点目标。     

碱改性ZSM-5分子筛制备与催化加氢脱硫芳构化性能

采用0.2 mol/L的NaOH溶液以及浓度均为0.2 mol/L的NaOH和TPAOH的混合溶液,分别对ZSM-5分子筛进行脱硅处理。利用XRD、N_2吸附-脱附、SEM及NH_3-TPD等方法对处理前后样品进行表征。以脱硅处理后的ZSM-5分子筛为载体,采用等体积浸渍法制备了Co-Mo-P/ZSM-5催化剂,以全馏分FCC汽油为原料,考察了该催化剂的加氢脱硫及芳构化性能。结果表明,单纯强碱NaOH溶液处理对ZSM-5分子筛的晶体结构影响较大,造成分子筛骨架结构坍塌,酸性降低;TPAOH的存在保护ZSM-5分子筛骨架结构,提高ZSM-5分子筛的结晶度,并且在生成介孔的同时,最大限度地保留了原微孔结构,并调变了酸性。碱处理后制得的Co-Mo-P/HZSM-5(C-T)催化剂表现出良好的加氢脱硫与芳构化性能。     

碱改性ZSM-5分子筛制备与催化加氢脱硫芳构化性能

采用0.2 mol/L的NaOH溶液以及浓度均为0.2 mol/L的NaOH和TPAOH的混合溶液,分别对ZSM-5分子筛进行脱硅处理。利用XRD、N_2吸附-脱附、SEM及NH_3-TPD等方法对处理前后样品进行表征。以脱硅处理后的ZSM-5分子筛为载体,采用等体积浸渍法制备了Co-Mo-P/ZSM-5催化剂,以全馏分FCC汽油为原料,考察了该催化剂的加氢脱硫及芳构化性能。结果表明,单纯强碱NaOH溶液处理对ZSM-5分子筛的晶体结构影响较大,造成分子筛骨架结构坍塌,酸性降低;TPAOH的存在保护ZSM-5分子筛骨架结构,提高ZSM-5分子筛的结晶度,并且在生成介孔的同时,最大限度地保留了原微孔结构,并调变了酸性。碱处理后制得的Co-Mo-P/HZSM-5(C-T)催化剂表现出良好的加氢脱硫与芳构化性能。     

介-微孔ZSM-5分子筛的原位合成

在ZSM-5合成过程中引入高分子量三嵌段共聚物P123,原位合成介-微孔ZSM-5分子筛,采用XRD、IR、BET和TEM对材料进行表征。结果表明,合成材料的主体结构为ZSM-5分子筛,比表面积为372 m²·g^-1,孔体积为0.226 mL·g^-1,其中,介孔比表面积为44 m²·g^-1,介孔孔体积为0.068 mL·g^-1,为介-微孔分子筛的合成开发了一条全新的技术路线。     

软模板法制备多级孔ZSM-5分子筛的研究进展

相比传统ZSM-5分子筛,多级孔ZSM-5分子筛具有空间位阻小、传质效率高、焦炭少等特点,近年来在分子筛领域应用广泛。多级孔分子筛通常可用后处理法和模板剂法制备,相比后处理法,模板剂法能更好地控制介孔的结构和孔道尺寸。概述了采用传统表面活性剂、两亲性的有机硅烷、双功能多季铵盐表面活性剂及高分子聚合物等软模板法合成多级孔ZSM-5分子筛的研究进展。分析不同软模板剂的特点和作用机理,阐述了合成后分子筛的结构特点及催化性能等。指出在今后的研究中,可以设计价格较低的新型功能化模板剂,优化合成过程,致力于在理解合成机理的前提下,寻找操作简单、绿色环保的合成路线,并将其推行到实际工业生产中。     

锌负载量对多级孔ZSM-5分子筛甲醇制芳烃影响

甲醇制芳烃技术是煤化工领域的研究热点之一,提高甲醇制芳烃催化剂ZSM-5分子筛催化活性和寿命是工业化关键。通过浸渍法对酸碱处理后的多级孔ZSM-5分子筛进行锌负载改性以提高芳烃选择性并延长使用寿命。考察不同锌负载量对甲醇制芳烃性能的影响。利用XRD、N2吸附-脱附、Py-IR和NH3-TPD等对样品进行表征,评价其甲醇制芳烃催化性能。结果表明,Zn物种可以很好地分散在多级孔ZSM-5分子筛中,最佳Zn负载量(质量分数1%)改性后分子筛催化剂BTX收率明显增加,寿命延长。     

干胶法合成多级孔ZSM-5分子筛及其正辛烷催化裂解反应性能

采用干胶转化法制备多级孔ZSM-5分子筛,利用XRD、N_2吸附-脱附、SEM、TEM和NH_3-TPD等考察添加三嵌段共聚物(P123)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等不同软模板剂合成分子筛样品的物化性质。结果表明,利用P123软模板剂合成的多级孔ZSM-5分子筛具有介孔(2.5 nm)-介孔(9.5 nm)-微孔复合的梯级孔结构,且分子筛酸强度有所增强。多级孔ZSM-5分子筛应用于正辛烷催化裂解反应中,具有较高的催化活性和低碳烯烃收率,其优异的催化性能可能归结于强酸性质和优异扩散传质能力之间的协同作用。     

纳米ZSM-5分子筛研究进展

对近年来纳米ZSM-5沸石在合成、物化性能及催化性能方面的研究进展进行了综述。与微米ZSM-5相比,纳米ZSM-5的孔道短,晶间孔丰富,酸量多且外表面酸量占的比例大,抗积炭失活和抗硫中毒性能良好。     

超微ZSM-5分子筛的合成

将原料硫酸铝、硅酸钠以及模板剂按不同配比,在实验室采用常规加热温度和压力合成超微ZSM-5分子筛,采用静态苯吸附、XRD、SEM和IR等表征方法对所得样品进行表征,结果表明,合成的产品从晶体结构符合ZSM-5分子筛的典型结构,颗粒大小达到超微分子范围。     

Hydrodesulfurization over noble metals supported on ZSM-5 zeolites

Pt/HZSM-5 showed high and stable catalytic activity for the hydrodesulfurization of thiophene at 400°C and its catalytic activity was higher than that of commercial CoMo/Al₂O₃ catalyst. Pt/HZSM-5 zeolite was not poisoned by hydrogen sulfide in the hydrodesulfurization of thiophene and hydrocracking of hydrocarbons. The catalytic activity of Pt/HZSM-5 decreased with increase of SiO₂/Al₂O₃ ratio in HZSM-5. The Brønsted acid site of HZSM-5 and spillover hydrogen formed on Pt particle in Pt/HZSM-5 catalyst play an important role for the hydrodesulfurization of thiophene.     

不同形貌ZSM-5分子筛的合成优化与表征

在考察采用不同模板剂合成结晶度较高ZSM-5分子筛的基础上,研究了大晶粒和不同形貌ZSM-5分子筛的控制条件.通过XRD表征产物的晶相结构,SEM观察产物分子筛的晶粒形貌,BET法测定分子筛的孔结构.制得的粒子为长方体和球形等,具有高结晶度和大外表面积.     

晶种法合成整体式多级孔ZSM-5分子筛

以四丙基氢氧化铵为模板,采用原位水热法,添加Silicalite-1晶种和十六烷基三甲基溴化铵,一步合成直径约为2cm、高约为0.8cm、中间部位向内凹、边缘部位凸起且表面较光滑的分子筛圆片集聚体。XRD、SEM和N2吸附-脱附表征结果表明,该分子筛圆片集聚体是由小晶粒堆积成的具有微孔和介孔的多级孔ZSM-5分子筛。