不同硅铝比β沸石的物理化学性能研究

考察了硅铝比(SiO_2/Al_2O_3)分别为40、120、165、203、248和450的β沸石的酸性、吸附性能以及对正己烷裂解的催化活性。结果表明:随β沸石硅铝比的提高,表面B 酸中心强度逐渐减弱,而L 酸中心强度变化很小;不同硅铝比β沸石对正己烷、环己烷和水具有较大且相近的吸附容量;对正己烷裂解而言,不同硅铝比Hβ沸石及参比沸石的活性强弱顺序为:HZSM-5(SiO_2/Al_2O_3=25)>HM>Hβ(40)>HY>Hβ(120)>Hβ(165)>Hβ(203)>Hβ(248)>REY>Hβ(450)。     

HZSM-5沸石酸性对于甲苯异构化反应性能的影响

研究了用不同模板剂、添加不同类型粘结剂以及高温水蒸汽处理对 HZSM-5沸石表面酸性及二甲苯异构化性能的影响。得出了不同模板剂合成的 HZSM-5沸石酸性与甲苯异构化活性间的关系;而且随添加粘结剂 A(?)_2 O_(3)-SiO_2 中 SiO_2 含量增加以及水热处理温度升高,沸石酸性及二甲苯异构化活性均下降。同时还对二甲苯异构化机理进行了讨论。     

水热处理对 ZSM-5沸石的酸性、活性及烯烃选择性的影响

采用脉冲催化色谱分流技术,通过正己烷在 HZSM-5沸石上的裂化反应和反应条件下的吡啶中毒以及氨的程序升温脱附(TPD)研究了水热处理对 HZSM-5沸石酸性、活性及烯烃选择性的影响。得出未处理的 HZSM-5有强弱不同的两类酸中心。随着水热处理温度的提高,强酸中心峰向低温方向位移,弱酸中心峰向高温方向位移,前者比后者下降得快;到730℃时,强酸中心消失。同时得出了不同酸中心对正己烷裂化反应的影响,以及正己烷在不同处理沸石上裂化对的氢转移规律。     

磷镁改质对HZSM-5沸石的酸性、活性及烯烃选择性的影响

利用脉冲微反和程序升温脱附研究磷、镁和磷-镁改质沸石的酸性、正己烷的裂化和氢转移活性以及烯烃选择性。当 HZSM-5上磷和镁含量增加时,反应条件下吡啶中毒所得到的酸中心数、裂化活性和单位酸中心上转化频率降低。在3%磷改性的 HZSM-5上加入镁时,沸石的酸中心数、裂化活性和单位酸中心上转化频率都随着镁含量增加而增加。结果还表明,裂化反应主要是在强酸中心上进行,随着沸石的酸性降低,氢转移反应减弱,烯烃选择性增加。氨的 TPD 表明,HZSM-5沸石上强弱酸中心随着磷或镁含量增加而减小,而且强酸中心比弱酸中心下降得快,当磷或镁含量达一定值时,强酸峰消失。在含3%PHZSM-5上,强酸中心和弱酸中心随镁含量增加而增加。     

气相法合成ZSM—5沸石用于二甲苯异构化的研究

本文介绍了一种新颖的沸石分子筛合成方法——气相法合成ZSM-5(G-ZSM-5),该方法能直接合成出反应所需的SiO_2/Al_2O_3沸石,而无硅铝损失,有机胺可循环使用,从而消除了废水的污染。本文考察了Na_2O/Al_2O_3比对G-ZSM-5的酸性和活性的影响;研究了焙烧顺序,温度及交换溶液对G-ZSM-5酸性和活性的影响。随焙烧温度增加,邻二甲苯异构化活性及G-ZSM-5酸性下降。随酸中心数增加,邻二甲苯异构化活性增加,弱酸中心数的增加有利于对二甲苯的生成。     

HZSM-5催化剂水热处理后结构、酸性及裂解性能的研究

以100%水蒸气在300～800℃温度下,对 SiO_2/Al_2O_3比为60的 HZSM-5水热处理4h。所得样品用 XRD 和 DTA 测定样品的结晶度和稳定性。用傅立时红外光谱及微量热研究了样品的酸性质。以正已烷脉冲微反试验测定样品的裂化性能。HZSM-5催化剂具有良好的结构稳定性,经800℃水热处理后仍保留完好的晶格结构。但水热处理使 HZSM-5催化剂脱铝。脱铝始于400℃左右,在500～600℃时加剧。脱铝反应使催化剂总酸量降低。脱铝生成的结构外铝起 L 酸作用。讨论了 HZSM-5催化剂水热处理后对正己烷裂化性能的影响,并将正己烷试验结果和 HZSM-5催化剂样的酸性质进行了关联。     

微波合成小晶粒Hβ沸石及其醚化性能的研究

以四乙基氢氧化铵为模板剂,用微波辐射作为热源合成了小晶粒β沸石。研究了溶胶组成和辐射温度对β沸石相对结晶度的影响。在优化条件(pH≥10、辐射温度140℃、辐射时间60 min)下合成了不同硅铝比的小晶粒β沸石。采用XRD和NH_3-TPD表征了Hβ沸石的酸性和结构特征,并在固定床反应器上对Hβ沸石催化剂的醚化性能进行了评价。结果表明,不同硅铝比沸石的醚化活性随硅铝比增高而降低,其活性和稳定性以n(SiO_2)：n(Al_2O_3)=29．2的沸石催化剂最佳,在400h内反应物中叔碳烯烃的转化率只降低2．2%。     

Pt/Hβ-HZSM-5催化正己烷临氢异构化

以不同n(SiO_2)/n(Al_2O_3)的HZSM-5和Hβ复配分子筛为载体负载Pt,制得Pt/Hβ-HZSM-5烷烃异构化催化剂。采用XRD、BET、NH_3-TPD以及Py-IR对制备的载体和催化剂进行了表征。以正己烷为正构烷烃模型化合物,采用连续固定床反应装置,考察了上述烷烃异构化催化剂对正己烷的异构化催化活性。结果表明,HZSM-5分子筛较小的孔径以及Hβ分子筛较弱的酸性都制约了以其为载体所制备催化剂对正己烷异构化的催化活性;HZSM-5和Hβ分子筛复配后,得到了适宜的酸中心分布,中强酸活性位的增加有利于提高相应复配分子筛为载体Pt催化剂的正己烷异构化催化活性,得到较低的裂解率和较高异构化率。     

磷镁改性ZSM-5型沸石催化剂的催化活性与酸性

用氨的热失重及吡啶的中毒实验研究了PHZSM-5/Al_2O_3及PMgHZSM-5/Al_2O_3沸石催化剂的酸性,发现改性后的HZSM-5型催化剂的强酸中心减弱,弱酸中心变化不大,并且经P、Mg改性后的酸分布变化比P改性后要明显,实验结果说明这主要是由于P或P、Mg进入了沸石的孔道内,并占据孔口的强酸中心部位以及发生孔口部分阻塞的缘故,这一效应抑制了对-甲乙苯异构化反应,从而提高了甲苯乙基化的对位选择性。     

磷镁改性ZSM-5型沸石催化剂的催化活性与酸性

用氨的热失重及吡啶的中毒实验研究了 PHZSM-5/Al_2O_3及 PMgHZSM-5/Al_1O_3沸石催化剂的酸性,发现改性后的 HZSM-5型催化剂的强酸中心减弱,弱酸中心变化不大,并且经 P、Mg 改性后的酸分布变化比 P 改性后要明显,实验结果说明这主要是由于 P 或 P、Mg 进入了沸石的孔道内,并占据孔口的强酸中心部位以及发生孔口部分阻塞的缘故,这一效应抑制了对-甲乙苯异构化反应,从而提高了甲苯乙基化的对位选择性.     

超稳Y型沸石的研究

研究了Y型沸石与SiCl_4在无水条件下,直接反应制备超稳Y型沸石及其反应条件对产品性能的影响。事实表明,制备温度高,延长反应时间,制得产品的SiO_2/Al_2O_3值高,但产品质子酸度、酸强度下降更多,裂化性能也大大降低。和缓的制备条件,对改善超稳Y型沸石的酸性和裂化性能是有益的。     

氧对丙烷在HZSM－5上转化为轻质芳烃的影响

考查了不同温度下Ｏ＿２对丙烷在不同ＳｉＯ＿２／Ａｌ＿２Ｏ＿３比的ＨＺＳＭ－５上芳构化的影响。结果表明，Ｏ＿２的添加提高了丙烷转化率和芳烃选择性。讨论了不同ＳｉＯ＿２／Ａｌ＿２Ｏ＿３比与完全氧化活性之间的关系；结合临Ｈ＿２对丙烷转化的影响，推测氧除与气相氢作用外，还与催化剂表面氢物种作用，促进了烷烃活化，加速了对应烯烃的生成。提出了Ｏ＿２促进Ｃ＿４－Ｃ＿６等中间体转化；Ｏ＿２参与反应后抑制了氢转移反应。讨论了反应历程。     

原位红外技术对芳构化催化剂HZSM－5反应过程的研究

采用原位流动红外技术测试了ＨＺＳＭ－５分子筛原粉、粘合剂氧化铝和工业芳构化催化剂中Ｂ酸及Ｌ酸的酸度，并研究了正己烷芳构化的机理及催化剂结焦失活问题。试验发现分子筛原粉以Ｂ酸为主，氧化铝以Ｌ酸为主，催化剂中Ｂ酸Ｌ酸各占一定比例；结焦后的催化剂Ｂ酸及较强Ｌ酸下降比较明显；正己烷在芳闷化过程中生成很多物种，有环己烯、取代苯等。     

硅铝比对HZSM-5分子筛催化正丁烷裂解反应性能的影响研究

利用原位红外光谱法对不同硅铝比的HZSM-5分子筛催化剂进行表征,并在微反评价装置上对不同硅铝比分子筛催化正丁烷高温裂解活性进行评价,揭示了HZSM-5分子筛“硅铝比-活性位性质-催化性能”三者之间的关系。结果表明,硅铝比［n（SiO2）/n（Al2O3）］分别为38和200的HZSM-5分子筛表面活性位类型、数目和强度均存在巨大差异。HZSM-5-38分子筛表面存在较多的强酸性的硅铝桥键羟基和非骨架铝羟基,而HZSM-5-200分子筛表面仅存在少量的弱酸性或不具酸性的微孔内邻位孤立硅羟基和外表面孤立硅羟基。HZSM-5-200分子筛表现出更高的低碳烯烃收率,因而较低的酸密度和酸强度有利于多产烯烃。     

氟化铵对高温水热超稳Y型分子筛的改性研究

探索了氟化铵法制备高硅铝比超稳Ｙ型分子筛的可能性。系统地考察了反应时同、反应温度、氟化铵溶液加入量及溶液ｐＨ值对处理过程的影响。结果表明，在合适的处理条件下能制备出硅铝比达２０左右的超稳Ｙ型分子筛。改性后超稳Ｙ型分子筛的晶体结构热稳定性增加，脉冲微反试验的正已烷裂解活性下降而烯烃选择性得到提高。     

SiO_2改性HZSM-5催化剂催化C_4烯烃裂解生产丙烯

利用硅油对HZSM-5分子筛进行液相沉积S iO2改性,制备了S iO2/HZSM-5催化剂(简称催化剂);考察了S iO2沉积量及反应条件对催化剂催化C4烯烃裂解生产丙烯性能的影响;采用X射线衍射、N2等温吸附-脱附、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、吡啶吸附-脱附红外光谱等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,在HZSM-5分子筛上沉积SiO2调变了催化剂的孔结构和酸性,SiO2沉积量影响催化剂的性能,当SiO2沉积量为7.0%(质量分数)时,催化剂具有适当的孔结构和酸性,催化剂的性能较好。在530℃、0.1MPa、原料重时空速2.0 h-1、催化剂中SiO2沉积量7.0%的条件下,C4烯烃转化率为42.9%,丙烯收率为28.3%。     

ZSM—11沸石的合成

应用控制成核和晶体生长在不同条件下进行的方法(两步法),原料配比不变,定量加入铝,合成出SiO_2/Al_2O_3为20—3400的ZSM-11沸石;其成核和晶化阶段在同一体系中进行(一步法),产物SiO_2/Al_2O_3在30—320之间。以B、Ga、In和T1代替Al,以及在无Na体系中也合成出ZSM-11沸石。本文给出典型产品的X-射线衍射图、扫描电镜照片、红外骨架振动谱图、热谱图、对正己烷和水的吸附量,以及晶化动力学曲线和反应混合物中SiO_2/Al_2O_3对晶速度的影响。