超声浸渍无机盐改性Hβ分子筛催化合成乙基蒽醌

采用超声浸渍法将无机盐Al₂(SO₄)₃、(NH₄)₂SO₄、Ce(NH₄)₂(NO₃)₆和Fe(NO₃)₃负载于Hβ分子筛上,通过NH₃-TPD、XRD和吡啶-IR对分子筛进行表征,考察改性前后分子筛酸性能和晶相的变化。将改性的Hβ分子筛用于催化乙苯和苯酐合成乙基蒽醌。结果表明,不同无机盐超声浸渍改性分子筛的催化效果差别较大,其中,每克分子筛负载0.2 g的Al₂(SO₄)₃的Alβ分子筛催化效果最好,苯酐转化率为45.67%,乙基蒽醌选择性为50.12%。分子筛的酸性能（包括酸量、酸种类和酸强度）对催化性能影响较大。     

铈改性Hβ分子筛催化苯酐法合成蒽醌的研究

采用离子交换法和等体积浸渍法用氧化铈对Hβ分子筛进行改性,对其催化苯酐一步法合成蒽醌的反应进行了研究。结果表明,改性后Hβ分子筛的L酸位加强,B酸位减弱,催化性能下降;CeO2的负载量越高,催化效果越差;但改性催化剂的选择性有了很大提高,蒽醌选择性最高可达98.46%。     

硼酸改性Hβ沸石分子筛催化2-（4’-乙基苯甲酰基）苯甲酸脱水合成2-乙基蒽醌

采用离子交换法制备由不同浓度硼酸改性的Hβ沸石分子筛，并利用XRD、NH₃-TPD和红外-吡啶对催化剂进行表征。结果表明，硼酸改性后的Hβ沸石分子筛弱酸中心强度有所增加，强酸中心强度略有下降，产生的总酸量增加且以L酸为主，L酸中心有利于反应。研究了改性后的Hβ沸石分子筛对2-（4’-乙基苯甲酰基）苯甲酸脱水合成2-乙基蒽醌反应催化性能的影响。系统考察了反应温度、反应时间和进料速率对2-（4’-乙基苯甲酰基）苯甲酸转化率和2-乙基蒽醌选择性的影响，最佳反应条件为：反应温度240 ℃，催化剂用量1.0 g，进料速率0.5 mL·min-1，反应时间1 h。在此条件下，2-（4’-乙基苯甲酰基）苯甲酸转化率为44.59%，2-乙基蒽醌选择性为77.56%。     

改性β分子筛催化苯与苯酐合成蒽醌的研究

对不同改性β分子筛催化剂催化合成蒽醌进行了研究。结果表明,Hβ改性催化剂对催化合成蒽醌效果较好,苯酐转化率达33.6%;固体超强酸对β分子筛的改性SO42-/ZrO2优于SO42-/Fe2O3;稀土元素铈的氧化物改性使蒽醌的选择性有较大提高,可达98.2%。     

微波辐射加热金属离子改性Hβ分子筛催化合成蒽醌

在微波辐射加热下用不同金属离子(Al3+、Ti4+、Fe3+)对Hβ分子筛进行改性,并将其用于催化苯与苯酐合成蒽醌。采用XRD、NH3-TPD和吡啶-IR对分子筛进行了表征。结果表明,微波辐射加热能提高分子筛的改性效率,改善其催化性能,且对分子筛晶体结构没有破坏作用。不同金属离子改性分子筛的催化效果差别很大,其中,0.5 mol/L的Al2(SO4)3溶液改性的Hβ分子筛催化效果最好,蒽醌产率38.87%,选择性92.78%。分子筛的表面酸性质对其催化性能有较大影响,催化剂表面的中强度酸是催化活性中心,L酸量与B酸量的比值对分子筛的催化性能有重要影响。     

不同载体对Pt-Sn催化剂丙烷催化脱氢性能影响

分别以Hβ分子筛和γ-Al₂O₃为载体,采用浸渍法制备不同Sn含量的负载型Pt-Sn双组分丙烷催化脱氢催化剂。在固定床微反装置上对制备的催化剂进行活性评价,并采用NH₃-TPD方法测定催化剂表面酸量和酸强度分布。结果表明,负载型Pt-Sn/Hβ和Pt-Sn/γ-Al₂O₃催化剂对丙烷催化脱氢反应性能与Sn含量密切相关,弱酸中心的存在对丙烷催化脱氢反应有利,对于特定的Pt-Sn体系,γ-Al₂O₃为载体的催化剂性能优于Hβ分子筛为载体的催化剂,当负载Sn质量分数为0.9时,Pt-Sn/γ-Al₂O₃催化剂性能最好。     

硅改性拟薄水铝石合成SAPO-34分子筛的研究

SAPO-34分子筛常用于甲醇制烯烃（MTO）反应中。以硅酸钠、硝酸铝和氨水为原料采用碱滴酸加料方式制备一种硅改性拟薄水铝石,再以硅改性拟薄水铝石为硅源和铝源、磷酸（H₃PO₄）为磷源、四乙基氢氧化铵（TEAOH）为模板剂采用水热合成法制备SAPO-34分子筛。采用XRD、SEM、FT-IR、NH₃-TPD等表征手段对合成的硅改性拟薄水铝石及SAPO-34分子筛进行表征并对其MTO催化性能进行评价。结果表明,在硅铝物质的量比为0.08~0.5时,硅的引入对合成纯相拟薄水铝石无影响,但硅的引入量对拟薄水铝石的结晶度及形貌有一定影响;在硅铝物质的量比为0.2~0.5时,以硅改性拟薄水铝石为硅源和铝源可以合成纯相SAPO-34分子筛,MTO催化反应甲醇转化率可达99%以上,双烯选择性最高达87%以上,并拥有较高的乙烯选择性。     

不同模板剂合成的SAPO-34分子筛催化丁烯裂解

受下游产品的影响,丙烯需求量逐年上升,提高丙烯生产能力显得尤为重要。SAPO-34分子筛具有八元环孔道结构,在丁烯裂解中可有效提高低碳烯烃选择性,尤其是丙烯选择性。以二乙胺、四乙基氢氧化铵和二乙胺+四乙基氢氧化铵为模板剂合成SAPO-34分子筛,采用XRD、NH3-TPD和SEM等进行表征,并在固定床反应器上考察模板剂对分子筛催化性能的影响。结果表明,模板剂种类对制备的SAPO-34分子筛的晶粒大小、酸强度、酸量以及催化性能有重要影响。以四乙基氢氧化铵为模板剂合成的分子筛酸量最少,酸性最弱;以二乙胺为模板剂合成的分子筛酸量最大且酸性最强,双模板剂发挥加和效应。将SAPO-34分子筛用于丁烯裂解反应时,酸量越少,酸性越弱,丙烯收率越高,丙烯最高收率为33.61%。     

酸处理Beta分子筛对十氢萘加氢开环反应影响

研究了酸处理过程对Beta分子筛Br nsted酸和Lewis酸分布及其作为载体催化十氢萘加氢开环反应的影响。采用XRD、BET、XRF、Py-FTIR等表征了不同浓度盐酸处理的分子筛,结果表明,酸处理后Beta分子筛结晶度及孔径无明显变化,比表面积先增加后降低。随盐酸浓度的增加,n（SiO₂）/n（Al₂O₃）增大,总酸量逐渐降低;在盐酸浓度大于0.1 mol/L时,酸处理主要改变了分子筛的B酸位。十氢萘加氢开环反应实验结果表明,B酸位对Beta分子筛催化十氢萘开环反应影响较大,酸性越强越易导致作为载体的Beta分子筛失活。0.1 mol/L盐酸处理得到的催化剂酸性适宜,比表面积最大,活性及开环异构产物的产率最高。     

柠檬酸改性SAPO-11分子筛催化叔丁醇和异丁醛合成2,5-二甲基-2,4-己二烯

2,5-二甲基-2,4-己二烯是合成高效、低毒的杀虫剂拟除虫菊酯的重要中间体,工业上采用异丁烯和异丁醛为原料,在催化剂作用下缩合生成。以SAPO-11为催化剂,采用柠檬酸溶液对SAPO-11分子筛进行酸处理改性,进一步提高分子筛催化活性,通过SEM、XRD和NH₃-TPD等对催化剂进行表征,采用固定床反应装置,以叔丁醇和异丁醛缩合反应为探针反应,考察不同浓度柠檬酸对SAPO-11进行酸洗改性后分子筛的催化活性。结果表明,0.1 mol·L^-1柠檬酸改性后,分子筛晶体颗粒保持较好的完整性,中等强度酸性位酸量最高,催化活性最高,转化率达78%,收率为66%。柠檬酸改性后分子筛晶粒减小,而且高浓度柠檬酸酸洗会破坏分子筛的骨架结构;随着柠檬酸浓度升高,分子筛酸性位总量依次降低,中等强度酸性位酸量先升高后降低。     

ZSM-5分子筛的磷改性及其碳四烯烃催化裂解性能

ZSM-5分子筛的磷改性及其碳四烯烃催化裂解性能
薛扬,袁桂梅*,陈胜利,李淑娟,袁锐
（中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室,北京 102249） 为了提高丙烯和乙烯产率,增强催化剂的稳定性,采用等体积浸渍法对硅铝物质的量比为38的ZSM-5分子筛进行磷改性,对制备的催化剂进行SEM、XRD、N2吸附-脱附和NH3-TPD表征,考察不同磷含量ZSM-5分子筛对C4烯烃催化裂解反应性能的影响。表征结果表明,随着磷含量的升高,磷改性后的ZSM-5分子筛晶体结构变化不大,比表面积和孔容逐渐减小,结晶度降低,酸强度减弱,酸量减小。性能评价结果表明,随着磷含量的升高,丁烯转化率逐渐下降,丙烯和乙烯选择性、收率先升后降,磷质量分数为2%时,ZSM-5分子筛催化性能较好,相对结晶度为84.66%,平均孔径2.334 nm,孔容0.154 cm3·g-1,微孔孔容0.082 8 cm3·g-1,比表面积264.1 m2·g-1,总酸量0.559 mmol-NH3·g-1,丙烯选择性约40%,乙烯和丙烯总收率约57%。     

草酸溶液处理对SAPO-34分子筛物性和催化性能的影响

用XRD、SEM、N₂物理吸附、XRF、ICP-AES以及NH₃-TPD、FT-IR、固体NMR和固定床甲醇制烯烃技术（MTO）反应评价等表征手段,研究了草酸溶液处理对SAPO-34分子筛的改性作用。结果表明,用草酸溶液对SAPO-34分子筛进行后处理可以通过刻蚀骨架在晶体中产生大孔,调变孔道结构,改善微孔扩散性能;选择性地降低分子筛的骨架硅含量,从而降低分子筛的酸强度和酸中心密度。将改性前后的分子筛应用于MTO反应中。评价结果表明,适度的酸处理能够在保证分子筛收率和乙烯、丙烯选择性的前提下,明显提高催化剂的单程寿命。草酸溶液处理是一种值得研究的SAPO-34分子筛后处理改性方法和MTO催化剂制备手段。     

改性Y型分子筛上苯与多乙基苯的液相烷基转移

为获得高性能的液相烷基转移反应催化剂,采用不同的方法对Y型分子筛进行改性处理。采用N_2吸附-脱附、程序升温脱附(NH_3-TPD)和吡啶吸附红外(Py-IR)等手段对样品进行了表征,并在连续微型固定床反应器中考察了改性Y型分子筛上苯和多乙基苯烷基转移反应的催化性能。结果表明,催化剂的烷基转移反应性能与Y型分子筛的孔道和B酸量有密切的关系。通过铵离子交换和酸处理改性均可以提高催化剂的B酸量、比表面积、孔容和孔径;水蒸汽处理会降低酸量;铵离子交换和酸处理复合改性的Y型分子筛催化性能最好。适宜的反应条件为:反应温度180~240℃,反应压力2.5~4.0 MPa,总物料重量空速3~5 h~(-1),苯与二乙苯的质量比2~4,在该条件下二乙苯转化率大于65%,乙基选择性大于98%。该催化剂性能稳定,1 000h运行后活性仍没有下降。     

La改性ZSM-5分子筛及其在催化裂解反应中的应用

采用高温水热法和等体积浸渍法将La离子负载于ZSM-5分子筛上得到了改性ZSM-5分子筛材料。水热法La改性样品改变了ZSM-5的晶胞尺寸,提升了其强酸、弱酸及总酸量。浸渍法改性样品也提高了其酸量但是对晶胞参数没有影响。将改性样品应用于正己烷催化裂解反应中,两种方法均得到了较高的双烯收率,其中水热法改性样品在空速为6 h^-1时乙烯收率和丙烯收率分别为23.39%和25.17%,这与原样相同空速下的乙烯丙烯收率（乙烯为21.19%,丙烯为21.04%）相比分别提升了约2%和4%,略高于浸渍法改性样品。在长周期反应寿命方面也有了显著提高,在空速为4 h^-1时,水热法改性样品（2000 min）和浸渍法改性样品（1600 min）均显著优于原样（800 min）。这些结果表明采用水热法La改性可以更好地提升ZSM-5分子筛在正己烷催化裂解反应中的性能。     

稀土元素(Y、Nd、Ce、La)改性NaY分子筛催化乳酸脱水制丙烯酸

采用浸渍法以稀土元素(Y、Nd、Ce、La)对NaY分子筛进行改性,并以改性后的分子筛为催化剂,考察催化乳酸脱水制丙烯酸反应活性。通过NH₃-TPD、CO₂-TPD和XRD等对催化剂进行表征,结果表明,稀土元素进入NaY分子筛骨架,其中,La对分子筛晶体结构影响最小;随着负载稀土元素离子半径的增大(Y³⁺＜Nd³⁺＜Ce³⁺＜La³⁺） ,总酸性位数量减少,除了重稀土元素Y,弱酸性位比例和中等强度碱性位数量增多,La改性最有利于丙烯酸的生成。稀土元素改性的NaY分子筛在一定程度上提高丙烯酸收率,抑制乙醛生成。以质量分数38%的乳酸为原料,在空速3 h^-1、反应温度325 ℃和2%La/NaY分子筛为催化剂时,丙烯酸收率为54.2%,而未改性NaY分子筛上丙烯酸收率仅为34.7%。     

碳酸二乙酯气固相催化合成N-乙基乙二胺

以碳酸二乙酯和乙二胺为原料,气固相催化合成N-乙基乙二胺。考察了不同催化剂(丝光沸石、β沸石、Y分子筛)、碱金属(Li、Na、K)离子改性的催化剂和反应条件对该烷基化反应的影响。结果表明,在实验所用的催化剂中,Y分子筛具有最高的催化活性;Y分子筛用不同阳离子改性后对反应有显著影响,其中,NaY分子筛催化效果最好;在反应温度为240℃,n(乙二胺)/n(碳酸二乙酯)=2,质量空速为15.8 h-1,氮气流速为120 mL/min的反应条件下,N-乙基乙二胺的产率可达93.1%。     

酸处理ZSM-5分子筛对甲醇芳构化反应的影响

利用酒石酸、草酸和EDTA-2Na对ZSM-5分子筛进行酸处理,并采用NH3-TPD、N2吸附-脱附、XRD、SEM、IR等表征方法对催化剂结构和酸性进行表征。在酸处理前后的ZSM-5分子筛上进行甲醇芳构化反应,考察酸处理对ZSM-5分子筛催化性能的影响。结果表明,ZSM-5分子筛经酸处理后,催化剂孔体积和表面积增加,强酸量减少,芳烃的选择性增加。相比未处理的ZSM-5分子筛,E-ZSM-5分子筛的总芳烃收率由24. 64%提升至49. 23%,BTX收率由19. 6%提升至34. 09%,表现出良好的催化性能。     

复合分子筛催化剂上C9芳烃脱烷基的研究

将Ni负载在H-ZSM-5和H-MOR分子筛催化剂上，以异丙苯为模型化合物对分子筛催化剂加氢脱烷基性能进行评价。考察了分子筛复配比例、金属含量和酸浓度对催化剂活性的影响。结果表明，酸处理后的分子筛催化剂，异丙苯转化率和苯、甲苯、二甲苯(BTX)的收率有明显提高。当反应温度为340 ℃、压力0.8 MP和空速1 h^-1时，其转化率为81.5％，BTX收率为72.8％，选择性可达89.2％。     

丝光沸石的酸性调变及其催化四氢萘裂解反应性能

以铵型丝光沸石为母体,采用高温焙烧处理及不同条件酸处理,利用XRD、FT-IR、ICP、²⁷Al NMR和N₂吸附-脱附等考察分子筛物化性质,并探索其催化四氢萘裂解反应的性能差异。结果表明,通过高温焙烧及2a mol·L^-1丁二酸处理,可以有效脱除分子筛铝原子,提高硅铝比,降低酸密度和单位酸量。在四氢萘催化裂解反应中,实现酸催化反应稳定性,以及目的产物选择性的提高。     

分子筛改性研究综述

综述了国内外分子筛的主要改性方法,阐述了脱铝改性、脱硅改性和金属改性的特点。脱铝改性主要有水蒸气改性法和酸处理改性法,相比于水蒸气处理分子筛需要大量的能量且难以掌握脱铝程度,酸处理脱铝以能耗低、环保、脱铝程度易控制的优势更加适用于低硅铝比分子筛脱铝,微波处理可以大幅缩短酸处理的时间。采用碱处理脱硅制备的介孔-微孔分子筛,结合了微孔的催化性能、择形选择性和介孔的优异扩散性能,提高了分子筛的综合价值。金属改性能在不改变分子筛结构的基础上,有效的提高目的产物的收率与选择性,延长分子筛的寿命。在总结目前分子筛改性研究进展的基础上,提出随着分子筛催化剂生产的产业化,应研究更适合大规模生产的改性条件。