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本文研究一种新型的用于甲醇和异丁烯合成甲基叔丁基醚的催化剂,该催化剂以氢型β分子筛(简称Hβ)为载体,用活性组分Y调节催化剂的催化活性,并用助剂X进一步修饰催化剂酸性。考察了活性组分和助剂的浸渍浓度、浸渍时间、焙烧温度及焙烧时间等因素对催化剂活性的影响,并对催化剂的表面酸性和结构等性质进行表征。
研究结果表明,以硝酸Y5为活性组分,X为助剂制得的X/Y5O2-Hβ型催化剂的催化活性为最佳。
通过XRD和NH3-TPD对Y5O2-Hβ催化剂的研究表明,X/Y5O2-Hβ催化剂的制备过程中,催化剂表面形成了Y5O2的结晶相,Y5O2作为主活性中心;同时结果表明,X/Y5O2-Hβ催化剂表面有低温弱酸和高温强酸两个酸中心,以低温弱酸为主要酸性催化中心,提高弱酸强度利于该醚化反应。
由FT-IR表征结果可知,X/Y5O2-Hβ催化剂表面存在L酸和B酸两种酸性位,Y5O2-Hβ催化剂具有较高的CL/CB值,且活性高,表明L酸对MTBE反应起促进作用;对于MTBE合成反应来说,催化剂的CL/CB值并不是越高越好,而是需要合适的CL/CB值才能使催化剂达到最佳催化活性,X/Y5O2-Hβ催化剂具有合适的CL/CB值。
氩气低温吸脱附曲线研究表明,添加助剂X增大了催化剂的比表面积和孔径,X/Y5O2-Hβ型催化剂的总比表面积和孔径最大,活性最佳。
X/Y5O2-Hβ型催化剂的异丁烯单程转化率为82.3%,MTBE选择性为90.1%,较文献报道中最好催化剂的异丁烯转化率提高了131%,MTBE选择性略微下降9%,对X/Y5O2-Hβ型催化剂的选择性的提高可进一步研究。