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ZSM-5作为固定床反应器上甲醇制丙烯(MTP)有效的催化剂之一,具有较高的丙烯选择性和较长的催化剂寿命。然而,ZSM-5外表面存在的酸中心由于缺少孔道限制,容易导致催化剂外表面积碳,使催化剂失活。在ZSM-5外层包覆没有酸催化活性的纯硅沸石(Silicalite-1)是一种有效改善催化剂寿命的手段。本文在TPAOH体系中,通过水热法,考察了MFI拓扑结构沸石进行包覆形成MFI@MFI结构的可行性。在此基础上,设计合成了三种具有相似硅铝比,但铝分布不同的催化剂(ZSM-5@S-1, ZSM-5, S-1@ZSM-5),并用于甲醇制丙烯(MTP)反应,考察了铝分布对催化剂性能的影响。MFI@MFI包覆可行性考察实验中,向S-1前驱体液中加入中空纯硅沸石(HolS-1)作为晶种,使HolS-1在外层生长一层S-1,S-1前驱体液可以看做沸石生长的营养物质。实验结果表明,HolS-1具有明显的空腔结构；在进行HolS-1@S-1包覆实验中,当晶种HolS-1加入量为3%时,壳层营养物质独立成核生长：当晶种HolS-1加入量增加,壳层营养物质独立成核生长的比例有所降低,有部分围绕晶种生长,TEM中表现为部分实心晶体,部分空心晶体；当晶种加入量>50%,壳层营养物质独立成核生长完全被抑制,完全围绕在晶种HolS-1表面生长,TEM中表现为样品全部为空心结构,且壁厚有一定的变化。具有相似硅铝比,但铝分布不同的三种ZSM-5催化剂应用MTP反应,随催化剂外表面硅铝比的升高,外表面酸量降低。在催化甲醇制丙烯反应时,表现为催化剂寿命随外表面酸量的降低而升高。S-1@ZSM-5的MTP催化寿命仅为44h,而ZSM-5@S-1的寿命延长到139h。反应过程中,甲醇首先进入催化剂孔道并与酸中心作用,生成目的产物并进一步转化并扩散出孔道。扩散出孔道的产物由于缺少孔道限制,容易在催化剂外表面酸中心的作用下发生异构化反应,甚至石墨化反应,使产物稠环化并堵塞催化剂孔口,导致催化剂积碳失活。ZSM-5@S-1相对于外表面酸量更高的ZSM-5、S-1@ZSM-5,用于MTP反应时,寿命的提高是由于外层包覆S-1使得催化剂外表面酸量降低,减少了副反应的发生。