納米ZSM-5分子篩的合成、改性及其催化芳構(gòu)化反應(yīng).pdf

1、本文通過預(yù)制晶種法合成了不同硅鋁比的納米ZSM-5分子篩，通過XRD、N2物理吸附、SEM、NH3-TPD、Py-IR等手段對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)和酸性進(jìn)行表征，并考察了凝膠組成和晶化方法對(duì)合成樣品的結(jié)構(gòu)和酸性的影響規(guī)律。
　　 分別以TPHAC、葡萄糖和P123為介孔模板劑，采用軟模板法合成了同時(shí)具有微孔和介孔的多級(jí)孔道結(jié)構(gòu)的納米ZSM-5分子篩。分別采用酸脫鋁和堿脫硅改性的方法對(duì)納米ZSM-5分子篩進(jìn)行二次合成，制得具有多級(jí)孔的納米Z

2、SM-5沸石分子篩，并用一系列物理化學(xué)方法研究了介孔模板劑的種類、酸脫鋁的處理時(shí)間和堿脫硅的堿溶液濃度對(duì)納米ZSM-5分子篩的結(jié)構(gòu)和酸性的影響規(guī)律。
　　 對(duì)硅鋁比（原子比）為20的納米ZSM-5分子篩采用浸漬法進(jìn)行Zn改性，并考察了Zn的擔(dān)載量對(duì)分子篩的結(jié)構(gòu)和酸性的影響。利用固定床微型反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置，以己烯-1的芳構(gòu)化反應(yīng)作為探針反應(yīng)在反應(yīng)溫度為480℃，壓力為0.5MPa，質(zhì)量空速為2.0h-1的條件下對(duì)改性前后的納米ZSM-

3、5分子篩進(jìn)行了催化性能評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，納米ZSM-5分子篩的酸性和孔道結(jié)構(gòu)均影響其催化芳構(gòu)化反應(yīng)性能。隨著硅鋁比的減小，納米ZSM-5分子篩的芳烴選擇性提高，但催化穩(wěn)定性降低。與使用正硅酸乙酯作為品種硅源合成納米ZSM-5分子篩相比，當(dāng)使用硅溶膠作為晶種硅源時(shí)，樣品的強(qiáng)酸量減少而弱酸量增多，用于催化反應(yīng)時(shí)芳烴選擇性降低，但催化穩(wěn)定性略有提高。采用微波輻射加熱預(yù)制晶種法在短時(shí)間內(nèi)合成出具有MFI拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的純相納米ZSM-5分子篩。該方法合

4、成的樣品與傳統(tǒng)水熱法合成的納米ZSM-5分子篩對(duì)己烯-1芳構(gòu)化反應(yīng)的催化性能相當(dāng)。
　　 通過采用介孔模板劑以及酸脫鋁和堿脫硅等二次合成方法制備的具有多級(jí)孔的納米ZSM-5分子篩均在不同程度上提高了其催化己烯-1芳構(gòu)化反應(yīng)芳烴選擇性和催化穩(wěn)定性。與只具有微孔結(jié)構(gòu)的樣品相比，采用TPHAC作為介孔模板劑制備的具有多級(jí)孔的納米ZSM-5分子篩由于有效地改善了產(chǎn)物的擴(kuò)散性能，提高了催化劑的穩(wěn)定性。
　　 與分子篩的孔道特性相比

5、，分子篩酸中心的種類和強(qiáng)度等酸性對(duì)其催化己烯-1芳構(gòu)化反應(yīng)性能起著決定性的作用。采用沉積法對(duì)納米ZSM-5分子篩進(jìn)行Zn改性可以增加Lewis酸性位，有效地提高其催化己烯-1芳構(gòu)化反應(yīng)的芳烴BTEX選擇性，當(dāng)Zn的擔(dān)載量為3wt.％時(shí)表現(xiàn)出最優(yōu)異的催化性能，芳烴選擇性達(dá)到58.6％。
　　 以擔(dān)載3wt.％Zn的納米ZSM-5分子篩樣品3Zn/NZ5(20)為催化劑，分別以己烯-1、己烷、己烯與己烷不同比例的混合物以及中石油大慶