介孔构建对纳米Zn/ZSM-5催化甲醇制芳烃反应性能的影响

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:w7324535
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
芳烃是重要的基础化工原料,主要源于石油重整和裂解。但考虑到原油的减少和价格的波动,寻求新途径生产芳烃意义重大。在诸多替代工艺中,煤经甲醇合成芳烃(MTA)技术前景广阔。ZSM-5微孔有序,外表面大,酸性强,水热稳定性高,芳构化性能良好。但其表面酸复杂,副反应多,芳烃选择性不高,微孔扩散限制也易造成积碳失活。减小晶粒尺寸和构建介孔能有效缩短反应路径,促进产物扩散,提高催化稳定性。而对其负载助剂Zn,能增加L酸量,促进脱氢反应,提升芳烃选择性。本论文主要围绕ZSM-5晶粒尺寸、介孔及助剂三个结构因素,探讨了它们相互耦合后对MTA反应性能的影响,以期探寻不同结构因素复合后最佳的催化效果,提供高性能芳构化催化剂的制备方向。针对纳米ZSM-5体相铝分布不均匀导致的不均匀脱硅成孔问题,通过采用盐酸-草酸-混合碱处理的方法,实现体相均匀小介孔的构建及表面酸性的优化,初步探讨了介孔构建对催化性能的影响,主要结论如下:(1)碱处理使微米ZSM-5外表面积由48 m2/g明显增至179 m2/g,酸量由1.21 mmol/g降到0.91 mmol/g;而纳米ZSM-5本身孔道短,碱处理后孔道扩散难以进一步提升,外表面积为106 m2/g,且其酸性保持较好,酸量维持在0.74 mmol/g。负载Zn后,部分孔结构堵塞使微孔表面积降低,但介孔ZSM-5负载Zn后微孔表面积下降程度比原粉负载Zn更小。(2)纳米ZSM-5扩散通道短,酸量低,催化寿命高,但芳烃选择性却低于微米ZSM-5。碱处理后的纳米ZSM-5由于具备短孔道,虽然外表面积小于微米介孔ZSM-5,但寿命明显高于微米介孔ZSM-5,说明微米介孔ZSM-5需要提高介孔连通性。纳米介孔ZSM-5酸量基本不变,且外表面积略微减少,芳烃选择性保持较好。继续负载Zn后,虽然寿命显著降低,但仍保持较高的催化稳定性,寿命高达84 h(空速为8 h-1),芳烃选择性高达80.82%(空速为2 h-1)。综合考虑,纳米ZSM-5孔道短,碱处理过程中又能保持较好的酸性,添加Zn后,能表现出较高的催化性能。(3)NaOH溶液中引入TPA+后,基于TPA+对吸附位周围硅的保护,空心程度降低。硅脱除使酸量由0.48 mmol/g显著增加为0.60 mmol/g。碱处理前预先用盐酸处理,脱除部分骨架铝,降低铝梯度,但会形成一些非骨架铝,抑制后续碱脱硅,难以引入介孔,酸量降低。盐酸处理后再草酸处理,选择性消除外表面的非骨架铝,再进行混合碱处理可以促进体相均匀小介孔的形成,酸量增加为0.51 mmol/g。(4)NaOH溶液处理形成的空心结构利于产物的扩散,催化寿命由100h增至130 h,但芳烃选择性降低为44.9%。溶液引入TPA+后,强酸量的增加,使寿命略有降低,但芳烃选择性提升至48.0%。混合碱处理前先盐酸预处理,虽无明显介孔,但酸量减少使寿命增加为150 h。增加草酸处理后,酸量的提升和表面非骨架铝的减少,催化寿命提升至155 h,芳烃选择性增至51.1%。进一步负载Zn后,芳烃选择性提升为84.5%,BTX选择性也达到50.9%(空速为2 h-1)。
其他文献
目的 观察心电图检查在早期高血压病筛查中的作用.方法 通过对96例早期高血压病病人与50例正常健康体检者的心电图对照分析,了解早期高血压病心电图的改变.结果 96例早期高血
网络的发展带来了文本信息的爆炸式生产,社交网络、购物平台等每时每刻都在产生大量的文本信息。词语歧义作为文本中普遍存在的现象,让自然语言处理遇到了挑战。虽然人类能很
2015年5月13日国务院办公厅发国办发[2015]36号《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》文件精神中,明确指出了高校创业教育是国家实施创新驱动发展战略和促进经济提
中国共产党自我革命的动力,是一个内蕴理论引领力、历史承载力、社会参与力、政治领导力、文化推动力、物质基础力、制度规范力、组织保障力和人才凝聚力等多重要素的整体性
背景:糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN),已取代炎症因素和免疫因素成为终末期肾脏病的主要原因。衰老在糖尿病(diabetes mellitus,DM)、慢性肾脏病(chronic kidney disea
认知无线电技术因其有效提高频谱资源利用率和解决频谱危机的优势进入业内学者视线,为抵御认知无线电网络内非法用户的恶意攻击,降低恶意攻击对网络性能的影响,保障对频谱资
为了探究卧龙国家级自然保护区不同林下土壤微生物的种类、丰度以及群落结构的组成,采用Illumina HiSeq测序对高山灌木、高山草甸、针阔混交林、针叶林以及落叶阔叶林林下土
出口贸易是影响经济增长的重要因素。出口贸易一方面通过提高劳动生产率和推进资源优化配置促进经济增长,另一方面出口贸易引致技术外溢,促进技术进步进而推动经济增长,而出
选取3个不同连栽代数(第一代First rotation plantation,FCP;第二代Second rotation plantation,SCP;第三代Third rotation plantation,TCP)木麻黄林地根际土壤为研究对象,通
随着近年我国交通运输事业的进一步发展,桥梁基础在工程中的地位越来越重要,对基础要求也越来越高。一直以来大跨度跨河桥梁基础是桥梁设计和施工的难题。因此针对厚覆盖层地