纳米HZSM-5分子筛的金属改性及在甲醇制芳烃中的应用研究

通过浸渍法向ZSM-5分子筛中引入Zn,Ga,La,Ce,Sn等金属元素,对催化剂进行单金属和双金属负载,并对它在甲醇制芳烃反应中的影响进行了研究。研究表明,在对ZSM-5分子筛进行单金属改性时,金属Zn改性的催化剂活性优于Ga改性催化剂,Zn的最佳的负载为1.0%~3.0%;对ZSM-5分子筛进行双金属联合改性时,Zn与M元素间形成了协同作用,而所考察的催化剂中最优的为2%Zn/0.6%Ce/HZSM-5催化剂,其C5+烃类和芳烃收率分别为59.09%和42.08%;经金属改性的催化剂酸性减弱,但稳定性有所提高。     

酸性催化剂催化异丙醇脱水制丙烯反应

对HZSM-5及Zn改性HZSM-5、SAPO-34、MCM-41和磷钨酸负载MCM-41分子筛催化剂进行表征,评价固定床反应器中催化异丙醇脱水反应.Zn改性HZSM-5可有效调节催化剂的酸性,提高催化剂选择性,酸性较弱的SAPO-34与Al2O3质量比为5:1混合组成的SAPO-34催化剂和MCM-41分子筛也表现出...     

改性HZSM-5分子筛在甲醇制汽油中的研究进展

甲醇制汽油(MTG)在生物质、合成气和煤制取高辛烷值汽油中应用广泛。MTG工艺技术既可以解决甲醇产能过剩问题,又可以降低对石油的依赖程度。MTG工艺的核心是HZSM-5分子筛催化剂,提高HZSM-5分子筛催化剂的汽油选择性和催化寿命是MTG工艺过程中的关键。对传统的HZSM-5分子筛改性是提高其催化性能的有效方式。综述了负载过渡金属、制备多级介孔、合成纳米颗粒以及复合其他材料等改性方法制备的HZSM-5分子筛对MTG反应催化性能的研究进展。着重说明了这些改性方法对HZSM-5分子筛酸性、孔径和表面积等性质的影响,同时对改性后的HZSM-5分子筛的汽油选择性和催化寿命进行了比较。指出了各种改性方法的优缺点和对汽油品质的影响,并对今后的研究方向进行了展望。     

不同硅铝比HZSM-5分子筛的甲醇制芳烃性能

采用固定床反应器,以甲醇为原料,在反应温度为430℃和反应空速为2 h-1的条件下,考察了不同硅铝比HZSM-5分子筛催化剂的甲醇制芳烃反应(MTA)性能,并采用X射线衍射(XRD)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、物理吸附、傅立叶红外光谱(FT-IR)等技术对催化剂进行了表征。结果表明:MTA反应是强酸主导的催化反应,随着分子筛硅铝比的降低,分子筛总酸量逐渐增加,强酸相对总量逐渐提高,其中弱酸相对总量降低。这主要是由于分子筛中Al含量逐渐上升,作为强酸位的Si-OH-Al逐渐增加所致,催化剂反应活性与之呈正向相关的关系。当HZSM-5催化剂中的强弱酸总量比由0.3增加到0.6时,苯-甲苯-二甲苯(BTX)的选择性由36%增至64%,说明催化剂的活性显著提高;当强弱酸总量比由1.1增至1.5时,BTX选择性变化仅为0.92%,催化性能提升不明显,HZSM-5分子筛的MTA反应性能与其硅铝比呈反向相关关系。     

小晶粒HZSM-5分子筛合成及甲醇制芳烃催化性能

在HZSM-5分子筛合成过程中,通过加入表面活性剂、降低水热反应温度成功制备出晶粒尺寸为200 nm左右的小晶粒HZSM-5(S-HZ)分子筛,并与传统方法制备的微米级HZSM-5(M-HZ)分子筛进行比较。采用XRD、N_2等温吸附-脱附、SEM、TEM、NH_3-TPD和TG对催化剂的结构、形貌、晶粒尺寸、酸性和积碳量进行表征,并用多用途固定床管式反应器对催化剂进行甲醇芳构化(MTA)催化性能评价。结果表明,与M-HZ分子筛相比,S-HZ分子筛具有更大的比表面积和孔体积,改善了分子筛催化剂的扩散性能和容碳能力,使其表现出更好的芳烃收率和催化稳定性。     

改性HZSM-5对甲醇制汽油反应性能的影响

对HZSM-5分子筛改性是提高甲醇制汽油反应催化性能的有效方式,分别用非金属、稀土金属及水热处理对HZSM-5分子筛催化剂进行改性,考察改性方法对HZSM-5分子筛酸性、孔径和比表面积等性质的影响,同时对改性HZSM-5分子筛催化剂催化甲醇制汽油的汽油收率和芳烃含量等指标进行比较。结果表明,经La改性的催化剂可明显提高汽油收率,水热处理的催化剂反应产物汽油中的均四甲苯含量大幅增加。改性催化剂对反应的影响可一定程度验证相关理论。     

纳米Zn/HZSM-5分子筛催化丙烷芳构化

采用低温老化、高温晶化两步法在Na2O-Al2O3-SiO2-四丙基氢氧化铵(TPAOH)-H2O体系中水热合成了纳米ZSM-5分子筛。用BET、N2吸/脱附曲线和NH3-TPD等手段对负载Zn的纳米HZSM-5分子筛结构和酸性进行了表征。结果表明,与微米Zn/HZSM-5分子筛催化剂相比,所制备的纳米Zn/HZSM-5催化剂比表面积明显增大,总酸量和弱酸量增加;在丙烷芳构化反应中,纳米Zn/HZSM-5分子筛具有更佳的催化活性、稳定性和芳烃选择性。     

新型HZSM-5分子筛合成及催化苯、甲醇烷基化反应研究

采用水热合成法和离子交换法,以四丙基氢氧化铵为模板剂,合成了多级孔HZSM-5分子筛。采用XRD、NH3-TPD、N2物理吸附等手段对HZSM-5分子筛进行了表征。结果表明,该分子筛具有较大的比表面积和适量的酸性活性位。苯、甲醇烷基化反应的研究表明,与普通HZSM-5分子筛相比,该分子筛上苯的转化率提高了约5%,催化剂寿命有大幅提高。     

金属负载HZSM-5催化剂上乙烯芳构化反应研究

报道了15种负载不同金属的HZSM-5催化剂对乙烯芳构化的催化效果,以Ga(Zn)/HZSM-5催化剂为例,研究了载体酸性、金属含量、反应温度等因素对催化剂催化性能的影响。并对金属负载的HZSM-5催化剂在乙烯芳构化反应中的作用进行了深入研究讨论。     

不同硅铝比HZSM-5分子筛催化剂上甲醇制丙烯反应催化性能

合成了不同硅铝比的HZSM-5分子筛催化剂,并考察了该催化剂上甲醇制丙烯(MTP)反应的催化性能.结果表明,随着硅铝比增加,HZSM-5分子筛子催化剂的稳定性及对丙烯的选择性增加;强酸对提高丙烯的选择性不利;随反应进行,强酸性位被覆盖,丙烯选择性上升.分子筛水蒸汽处理后大大提高了其催化稳定性及对丙烯的选择性.