介微孔复合材料Beta-MCM-41的制备及其正庚烷临氢异构催化性能

采用纳米组装法将经NaOH溶液处理后的HBeta沸石与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)组装制得介微孔复合材料Beta-MCM-41(记作BM-41),将BM-41与NH₄Cl进行离子交换,得到氢型复合材料HBeta-MCM-41(记作HBM-41),以HBM-41为载体制得Pt负载量(w)为0.4%的催化剂Pt/HBM-41,并应用于正庚烷临氢异构化反应。利用X射线衍射、N₂吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱等手段对样品进行表征。在温度为240℃、压力为常压、质量空速为2.46 h^-1的反应条件下对催化剂进行评价。反应结果表明,在Pt负载量相同的3种催化剂Pt/HBeta, Pt/MCM-41,Pt/HBM-41中,Pt/HBM-41表现出较高的异构化选择性(87.01%)和较高的正庚烷转化率(78.75%),并具有最高的异庚烷收率(68.52%)。这归结于Beta-MCM-41集合了MCM-41二维六方介孔结构优良的扩散性能和Beta沸石优越的酸性质。     

正十六烷在Pt/SAPO-11上的临氢异构反应

制备了Pt/SAPO-11双功能催化剂,采用XRD、NH_3吸附-脱附等分析方法对制备的催化剂进行表征,对正十六烷在Pt/SAPO-11双功能催化剂上的临氢异构反应进行了研究,考察了氢分压、反应温度、氢烃体积比和液态空速等反应条件对催化剂性能的影响,探讨了催化剂的焙烧温度和还原温度对催化剂性能的影响。表征结果显示,Pt/SAPO-11双功能催化剂的孔结构对性能影响较小,而催化剂的弱酸性有利于异构选择性。实验结果表明,氢分压高对于烷烃临氢异构反应活性有不利的影响,而反应温度的选择需兼顾异构活性及选择性,氢烃体积比对反应无明显影响;催化剂的焙烧温度、还原温度对催化剂的活性和异构选择性有较大影响,在适当的温度范围内制备的催化剂有较好的活性和选择性。     

伊利石合成SAPO-11分子筛及其临氢异构化性能

以酸洗伊利石为原料,采用水热法合成SAPO-11分子筛,采用等体积浸渍法制备成型SAPO-11分子筛催化剂,采用XRD、N₂吸附-脱附、SEM和TEM等分析手段对SAPO-11分子筛样品进行了分析表征,考察合成条件对合成SAPO-11分子筛晶相结构的影响,并以正辛烷为模型化合物评价了成型SAPO-11分子筛催化剂的临氢异构化反应性能。结果表明：以酸洗伊利石为原料合成SAPO-11分子筛的最佳条件为：晶化温度180 ℃,晶化时间36 h,n(SiO₂)/n(Al₂O₃)=0.5,n(P₂O₅)/n(Al₂O₃)=1.2,n(模板剂)/n(SiO₂)=3.5;在反应压力1.5 MPa、反应温度360 ℃、质量空速1.5 h^-1、V(H₂)/V(正辛烷)=300的条件下,以正辛烷为模型化合物在Ni/SAPO-11分子筛催化剂作用下进行临氢异构化反应,正辛烷转化率为52.94%、异构体收率为42.95%、单支链异构体的选择性为74.28%、双支链异构体的选择性为6.85%,该催化剂异构化反应性能较好。     

沥青质热裂解、临氢热裂解和临氢催化裂解反应动力学

 实验考察了1种正戊烷不溶解的沥青质在703 K下的热裂解、临氢热裂解和由 NiMo/γ-Al₂O₃催化的临氢裂解反应。3种沥青质转化反应都能较好地吻合二级反应动力学,得到的表观速率常数分别为1.704×10^-2、 2.435×10^-2和9.360×10^-2。建立三集总动力学模型,用于求解沥青质裂解转化生成液体油反应速率常数(k₁)和与之平行的生成焦炭＋气体反应速率常数（k₃）,以及由液体产物继续转化生成焦炭＋气体的反应速率常数（k₂）。对沥青质热裂解、临氢热裂解和临氢催化裂解反应,速率常数 k₁分别为1.697×10^-2、 2.430×10^-2和9.355×10^-2, k₂分别为3.605×10^-2、 2.426×10^-2和6.347×10^-3, k₃分别为6.934×10^-5、 5.416×10^-5和4.803×10^-5。     

临氢异构技术在碳四利用中的应用进展

分析了不同来源的碳四的组成及国内外碳四资源的利用情况,指出单组分分离、去除丁二烯是碳四综合利用的难点;介绍了正丁烯临氢异构技术具有反应可逆、反应温度低、可同时进行选择加氢除丁二烯及易与精馏技术配套的优势;综述了国内外与催化精馏技术相结合的临氢异构技术在裂解碳四和炼厂碳四利用中的应用进展,包括最大化生产1-丁烯、生产1-丁烯/2-丁烯、生产高纯度异丁烯及利用碳四烯烃的组合工艺等。提出强化单元技术、发展组合工艺、推出成套技术的碳四利用技术发展建议。     

β-Mo_2C/SAPO-11催化剂上正十二烷临氢异构化研究

采用浸渍法和程序升温法,以正己烷为碳源,制备了β-Mo2C(20%,质量分数)/SAPO-11催化剂。XRD,BET,FTIR分析结果显示,β-Mo2C结晶良好,具有合适的孔体积和孔径。以正十二烷为原料,在连续流动的固定床反应装置上,通过改变温度、压力、体积空速以及氢烃体积比等参数,考察该催化剂的异构化反应性能。结果表明,β-Mo2C(20%)/SAPO-11上的正十二烷异构化优化反应条件为:反应温度400℃,反应压力3.0MPa,体积空速1.0h-1,氢烃体积比400。在此条件下的正十二烷转化率达到80.2%,异构化选择性和异构体收率分别为70%和57%左右。     

Ce-MCM-41的合成与表征及催化性能

以硅酸钠作硅源 ,以硫酸铈作铈源 ,以四甲基氢氧化铵作矿化剂 ,以十六烷基三甲基溴化铵作模板剂 ,在盐酸存在的温和条件下合成了 Ce-MCM-4 1中孔分子筛。用 XRD,低温 N2 吸附、FTIR和漫反射紫外可见光谱表征了其结构和基本物化性能 ,表明产物中铈已嵌入到 Ce-MCM-4 1的骨架中。在环己烷液相氧化反应中 ,Ce-MCM-4 1表现出一定的催化活性 ,反应时间 ,温度 ,氧化剂浓度和催化剂用量对反应也有重要影响     

Pt/MeAPSO-11在正十二烷临氢异构化反应中的催化性能

采用水热法合成了Mg、Mn和Ni取代的不同Si含量的SAPO-11分子筛,并采用XRD、XRF、SEM、NH3-TPD和TG/DTG手段进行了表征.担载Pt后,采用H2化学吸附法测定了Pt的金属性质,并测定了Pt/MeAPSO-11在正十二烷临氢异构化反应中的催化性能.结果表明,Mg、Mn和Ni引入SAPO-11分子筛的骨架,产生了新的酸性位,提高了SAPO-11分子筛的酸性.含不同金属原子的SAPO-11的酸性强弱顺序为MgAPSO-11＞MnAPSO-11＞NiAPSO-11＞SAPO-11.在正十二烷临氢异构化反应中,Pt/MeAPSO-11表现出较高的活性和异构化选择性,但受MeAPSO-11的酸性和Pt的脱氢/加氢性能的作用,当Si含量较低时,各催化剂的活性顺序为Pt/MgAPSO-11＞Pt/NiAPSO-11＞Pt/SAPO-11＞Pt/MnAPSO-11;当Si含量较高时,其活性顺序为Pt/SAPO-11＞Pt/NiAPSO-11≈Pt/MgAPSO-11＞Pt/MnAPSO-11.     

TiO2/SiO2临氢异构正辛烷和1-己烯的研究

研究了溶胶-凝胶和表面复合法制备的TiO2/SiO2复合氧化物的临氢异构化性能,模型化合物采用正辛烷和l-己烯.实验结果表明,烷烃及烯烃的骨架异构化活性与催化剂的酸强度有关,在未进行改性时,该复合氧化物的酸性很弱,骨架异构化反应活性不高.     

复合方式对SAPO-11/MOR复合分子筛催化剂临氢异构化性能的影响

摘要: 通过捏合法和混合法将MOR与SAPO-11复合制备复合分子筛催化剂,采用XRD、BET及NH3-TPD对分子筛的物化性质进行了表征。以正庚烷为模型化合物,考察了铂负载型催化剂的异构化性能。结果表明：采用不同复合方式制备的催化剂异构性能差异较大。捏合法减少了复合分子筛催化剂的强酸中心,同时,其催化剂中不同类型分子筛间的结合更为紧密,使反应中间体及产物在分子筛间的迁移更容易,其协同作用促进了多支链异构体的生成。     

两种拟薄水铝石对SAPO-41分子筛合成的影响

在水热体系中,以二正丙胺(DPA)为模板剂,以硅溶胶为硅源,考察了两种拟薄水铝石铝源对一维中孔磷铝分子筛SAPO-41合成的影响,并采用XRD和SEM对其进行了表征.结果表明,当n(SiO2)/n(Al2O3)在0.08～0.12范围,n(DPA)/n(Al2O3)在2.8～4范围,pH在7.5～8.5范围时,能够得到纯相SAPO-41.当采用高纯度、低孔容的拟薄水铝石时,晶化后直接生成高结晶度SAPO-41;而采用相对较低纯度、高孔容的拟薄水铝石时,晶化时首先同时生成SAPO-11和SAPO-41相,然后SAPO-11转晶为SAPO-41,结晶度相对较低.     

长程有序Ti-MCM-41的合成、表征与催化氧化性能

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（C16TMABr）与中性模板剂长链伯胺（CnNH2n＋a）的混合物作为模板剂，通过带正电的表面活性剂胶束（S^＋）和带负电的硅物种（I^-）之间的静电作用（即静电“S^＋I^-”组装途径）合成了具有长程有序结构的Ti—MCM-41。CnNH2n＋3的介入会影响C16TMABr胶团或液晶相的结构，可优化Ti—MCM-41的有序结构。合成凝胶中Ti与Si的摩尔比（VTi／vSi）、脂肪胺分子中碳原子数n（脂肪胺链长度）对中孔Ti—MCM-41骨架有序结构的形成有显著影响，只有在vTi／vSi〈0．03、n〈18范围内，才能够合成长程有序结构的Ti—MCM-41。在骨架Ti含量相近的情况下，采用混合模板法合成的Ti—MCM-41对于苯乙烯和环十二烯的催化氧化性能均优于单一表面活性剂模板法（分别采用静电“S^＋I^-和“S^＋X^-I^-”组装途径合成）合成的Ti—MCM-41。     

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.     

可磁性分离的介孔分子筛MCM-41的合成及其表征

为了解决粉体介孔分子筛MCM-41在实际应用中的分离回收问题,将介孔分子筛材料与磁性纳米粒子相结合制备介孔磁性材料成为研究的热点.笔者在采用水热法制备MCM-41分子筛的过程中,加入磁性纳米NiFe2O4,粒子,合成了NiFe2O4含量不同的磁性MCM-41分子筛.并对制备的磁性MCM-41进行了XRD、TEM、N2吸附脱附、磁滞回线等分析.合成的磁性MCM-41材料在室温下显示良好的超顺磁特性,且其磁化率随NiFe2O4含量的增加而增大.     

含锡MCM—41型分子筛的合成与表征

采用水热晶化法首次合成出具有ＭＣＭ－４１型结构的中孔杂原子ＳｎＭＣＭ－４１分子筛，ＸＲＤ、骨架ＩＲ，紫外漫反射，固体魔角核磁等测试结果表明，锡原子处于分子筛骨架上。苯酚羟基化反应显示，ＳｎＭＣＭ－４１具有一定的选择催化氧化性能。     

以SAPO-34为原料直接合成小晶粒PZSM-5及其甲醇转化催化性能

以模拟的甲醇转化制烯烃(MTO)废弃催化剂SAPO-34分子筛为铝源和磷源,通过补加硅源(硅溶胶)和模板剂(四丙基氢氧化铵),直接合成具有高品质小晶粒PZSM-5分子筛。采用XRD、FT-IR 和 SEM对合成样品进行了表征,并将其作为催化剂用于甲醇转化制丙烯反应(MTP)。考察了SAPO-34分子筛用量对PZSM-5分子筛结构、粒径大小、形貌和甲醇转化制烯烃催化性能的影响。结果显示,随着SAPO-34分子筛用量减小,合成的PZSM-5分子筛结晶度逐渐升高、粒径逐渐减小;小晶粒PZSM-5分子筛对甲醇的转化率为100%,产物中丙烯和乙烯的质量分数分别为42.17%、5.87%,二者的质量比为7.18。     

MgAPO-5/MCM-41分子筛的表征及催化性能

 采用微波水热法合成了MgAPO-5/MCM-41分子筛。考察了晶化温度对分子筛合成和性质的影响，并通过XRD、NH₃-TPD、TEM、NMR等分析手段对合成的样品进行了表征。结果表明，当晶化温度为90℃时，合成的样品具有微孔结构和MCM-41特有的六方排列的孔道结构，P原子和Al原子都进入了分子筛的骨架，并且具有较高的有序度、比表面积、孔容和平均孔径。Mg的掺入能显著提高分子筛的酸性。用MgAPO-5/MCM-41分子筛催化苯与α-十二烯的烷基化反应时，α-十二烯的转化率可达到99%以上，2-苯基十二烷的选择性达到20%以上，但该分子筛稳定性不高。     

固载型杂多酸的合成与表征及催化异丙醇气相脱水反应的活性

采用浸渍法和吸附法分别制备固载型杂多酸 ( HPA)催化剂 HPA/MCM-4 1 ( Si O2 ,γ-Al2 O3 )及 PW1 2 /C,用 FT-IR,XRD表征了催化剂的骨架及晶体结构。除 HPA/γ-Al2 O3 外 ,其他固载型 HPA均能保持 Keggin结构 ,对题述反应的活性较未固载前均有所提高。其原因为 HPA在载体表面得到高度分散 ,提高了 HPA的比表面积 ;而 γ-Al2 O3 相对碱性较强 ,用浸渍法固载 HPA时 ,HPA可能发生了分解 ,Keggin结构遭到破坏 ,致使催化剂活性下降。PW1 2 固载于 Si O2 上以后 ,使杂多阴离子负电荷有所增加。焙烧后的 HPA/MCM-4 1酸性得到了提高 ,催化活性显著升高 ;适量固载 HPA对 MCM-4 1的中孔性质无影响。不同载体与 HPA之间的作用不尽相同 ,其结果直接影响异丙醇气相脱水反应的活性及产物的选择性。     

分级晶化合成SAPO-34分子筛及其催化性能的研究

为调控SAPO-34分子筛的粒径,提高其甲醇制低碳烯烃(MTO)的催化性能,采用分级晶化方式将晶化过程分为四级,依次合成并分离出各级SAPO-34分子筛产品。测定各级产品的平均粒度,并进行XRD,SEM,NMR表征以及MTO催化性能评价,结果表明:相比于相同条件下传统方法制备的SAPO-34分子筛,分级晶化产品的总收率较高,平均粒径较小,MTO反应单程寿命较长,乙烯选择性略高;随分级晶化的进行,SAPO-34分子筛的平均粒径逐渐减小,硅取代磷和铝的SMⅢ机理发生的比例逐渐增大,体系中依次出现了Si(1Si,3Al)和Si(2Si,2Al)结构,粒径较小的三级产品与粒径较大的二级产品在甲醇转化率大于99%时单程寿命和双烯收率均相当。