ZSM-5分子筛的改性及其催化甲醇制芳烃反应性能研究

来源 :延边大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tian96610
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
芳烃作为重要的基础化工原料,被广泛应用于合成橡胶、合成树脂、合成化纤等各个领域,市场需求量极大。但是,世界石油资源日益枯竭,仅依靠石油路径生产芳烃已不能满足市场的需求。因此,非石油路线生产芳烃是十分重要的。我国甲醇产量丰富,以甲醇为原料生产芳烃,具有很好的发展前景。ZSM-5分子筛是一种重要的固体酸催化剂,由于其独特的孔道结构和与二甲苯等产物相当的动力学直径,被选为甲醇制芳烃反应催化剂。然而,甲醇制芳烃反应想要达到工业化,还存在很多问题,如芳烃的选择性不高、催化剂的寿命短、催化剂的合成对环境造成污染等。针对上述情况,研究人员对ZSM-5分子筛进行了大量研究。传统ZSM-5分子筛主要是以工业硅源、铝源为原料,大多使用有机模板剂在水热条件下合成,这种方法生产成本高、污染大、利用率低,不符合绿色化学的理念。除此之外,工业ZSM-5分子筛单一的微孔结构会限制孔道内产物扩散,促使积碳生成,降低分子筛的催化寿命。因此,本文以提高分子筛的扩散性能为目标,对不同方法合成的ZSM-5分子筛进行系列的改性处理,以期在甲醇制芳烃反应中获得更高苯、甲苯、二甲苯(Benzene、Toluene、Xylene,以下简称BTX)选择性和较长的寿命。具体研究工作的开展如下:(1)实验采取酸碱复合处理的方式,以工业ZSM-5分子筛(硅铝比为38)为原料,Na OH和HCl作为脱硅和脱铝的试剂,制备多级孔分子筛。详细考察酸碱处理过程中酸碱的浓度对分子筛孔结构、相对结晶度、形貌及酸性质的影响。经过孔结构等数据分析,选择0.3 mol/L Na OH和0.4 mol/L HCl复合处理的工业分子筛和母体分子筛进行甲醇制芳烃反应,对其BTX选择性和催化寿命进行比较。实验表明,适当的酸碱处理可以为分子筛引入介孔,分子筛的比表面积和孔容增加,分子筛扩散性能提高。在甲醇制芳烃的反应中发现,酸碱处理使分子筛的寿命由未处理时的8 h延长至36 h,BTX选择性由38.97%达到51.39%,催化寿命和BTX选择性都极大提高。(2)工业分子筛的合成过程中,会产生大量废液,污染环境。因此,后续实验选择伊利石无模板法无溶剂直接合成的ZSM-5分子筛(硅铝比为38)为母体,进行上述改性处理及催化性能评价。最佳处理条件为:0.2 mol/L Na OH和0.2mol/L HCl。结果发现,酸碱处理使分子筛的寿命由13 h增加到38 h,BTX选择性由36.11%达到53.36%。再一次验证了,适当的酸碱处理可有效提高分子筛的催化寿命和BTX选择性。(3)除在分子筛中引入介孔外,缩小晶粒尺寸同样可以提高分子筛的扩散性能。本文以伊利石为原料,采用两段变温法合成了纳米ZSM-5分子筛(硅铝比为130)。经过测试发现,纳米分子筛的比表面积和孔容,远高于相同硅铝比的工业分子筛。为进一步提高的ZSM-5分子筛的催化性能,对纳米ZSM-5分子筛进行锌改性处理(锌负载量为2%)。催化结果表明,纳米分子筛催化寿命最长为40h,锌改性后的纳米分子筛BTX收率最高,达到50.47%,但是催化寿命下降到30 h。纳米分子筛的寿命和BTX选择性均明显高于工业分子筛,说明缩小晶粒尺寸能有效提高分子筛的催化性能。而对纳米分子筛进行锌改性处理,虽然催化剂寿命有所减少,但BTX选择性明显上升,说明锌改性处理是一种有效提高BTX选择性的方式。
其他文献
一直以来,众多学者对开放式基金“资金流——业绩”关系(Flow Performance Relationship)进行研究,分析历史业绩对未来资金流的影响,但鲜有人关注基金横截面Alpha离散程度在上述关系中发挥的作用。Harvey等(2018)[32]研究美国开放式股票型基金发现,历史业绩与未来资金流之间存在正相关关系,即历史业绩更好的基金在未来会获得更多的资金流入,但横截面Alpha离散程度的
学位
随着集成电路和集成光学技术的飞速发展,人们对信息传输、处理效率和存储空间方面提出了更苛刻的要求。这势必要求未来器件向着超快、高效、集成化的方向不断发展。众所周知,在光学衍射极限的限制下光子器件的尺寸通常大于波长,从而不可避免地阻碍着集成光学技术的快速发展。因此,迫切需要新的机理和技术来突破衍射极限进而实现纳米集成光子器件。表面等离子激元是由光和金属表面电子相互作用引起的一种电磁波,其电磁场具有很强
学位
音乐作为一种艺术表现形式,不仅丰富了人们的精神世界,还提高了人们的艺术审美能力。《彩云追月》原本就是一首极具民族文化特色的音乐作品,在我国各地也具有较高的流传度。为了满足大众的艺术审美需求,王建中先生立足于原作品,并将其改编成了一首钢琴曲,这使得音乐本身的特点得以充分展现,且通过西洋乐器的演奏又别有一番韵味。本文以钢琴曲《彩云追月》为研究对象,从音乐和演奏角度进行分析。
期刊
在国际贸易环境恶化的今天,企业在国外市场上的生存问题被推上热点,出口企业在海外市场的生存将收到许多因素共同影响。不同的出口模式给企业带来的成本和收益也不同,盲目采取不适合企业的出口模式将不利于企业的贸易持续,企业迫切需要找出何种出口模式才能延长贸易持续时间。本文基于2000-2007年中国工业企业数据和海关数据,考察出口模式对企业贸易持续时间的影响,即寻求直接出口贸易方式在降低企业出口市场退出风险
学位
乐钟制度是乐悬制度的核心内容,是象征身份权力的重要标志。及至东周,除实用乐钟外,出现了在青铜器上刻画金石之乐的现象,之后在汉画像石中也发现有许多钟磬乐。这些图像资料为研究乐钟制度的发展演变提供了新的依据。本文在全面收集公开发表的考古资料基础上,对春秋战国画像青铜器和汉画像石中的礼乐场景进行了梳理,廓清了礼乐场景中青铜乐钟的数量与特征,探讨了乐钟自东周至秦汉的变化与缘由。梳理青铜器画像中的乐钟数量,
学位
改革开放以来,我国保险业获得了长足的发展,2018年来自银保监会的统计数据显示,我国2019年原保费收入42465亿元,同比增长12.17%。然而高速发展的同时,保险公司也面临着如综合成本率高、欺诈风险高等经营挑战,根据《2019年中国保险行业智能风控白皮书》,全球每年约有2到3成的保险赔款涉嫌欺诈,同时团伙化已渐成保险欺诈的重要趋势,有效识别团伙欺诈行为,对于保险行业的发展有着重要意义。本文将对
学位
质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells,PEMFCs)是一种将化学能转化为电能的发电装置。具有较高的能量转换效率、轻污染、启动速度快和便携等优点而备受关注。质子交换膜(Proton Exchange Membrane,PEM)是PEMFCs的核心部件,主要起阻隔阴极和阳极,并传导质子的作用。目前,应用较为广泛的是杜邦公司生产的Nafion系列膜,
学位
步入21世纪以来,随着市场经济体制改革和多边贸易体制的发展,越来越多的中国企业参与国际市场竞争,使进出口贸易量显著增加。为了提高在国际市场上出口产品的核心竞争力,中国大量引进先进技术、鼓励核心设备及零部件产品的进口,中间品进口所占比例超过70%,中国成为进口贸易大国,但中国出口产品却主要还是集中在一些组装零部件和低附加值的商品,总体上还面临着出口产品质量整体不高的严峻现实。为此本文基于2002-2
学位
研究背景:肝细胞癌(HepatoXellular XarXinoma,HCC),简称肝癌,是全世界最常见的肝脏恶性肿瘤之一。据2020年全球癌症统计数据显示,肝癌是全球癌症相关死亡的第三大原因。肝癌的发病率和死亡率在全球癌症中分别位于第6位和第3位,在中国,2020年因肝癌死亡人数为39.1万,仅次于肺癌。以往的研究表明,肝癌的发生发展与多种因素相关,包括感染肝炎病毒(乙型肝炎病毒HBV、丙型肝炎
学位
对外开放与就业的关系一直以来都是政策关注的重点.本文使用1999-2007年工业企业数据库数据,利用中国2002年放松外资管制这一相对外生的政策构建双重差分模型,发现政策实施后外资管制放松的行业比起未放松的行业实现了更多的就业净增长,带来约15.4万个就业岗位的净增加。在进行一系列稳健性检验后,这一结果仍然成立。进一步分析发现,行业的就业净增长主要来自就业创造的增加,并且由在位企业的扩张所致。同时
学位