改性ZSM-5分子筛酸性研究

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分别采用共沉淀法和结晶焙烧法二种不同工艺,选用Zr、W、B、P四种不同的改性剂,制得了一元和多元改性ZSM-5分子筛样品,用XRD、BET、FT-IR等手段对所制得的样品进行了表征,并用改进的指示剂法测定了分子筛的酸性。研究结果表明:1.采用不同改性剂和不同工艺制备分子筛样品,不会破坏原粉ZSM-5分子筛的基本结构和择形催化性能;总酸量和比表面积均随改性剂量的增加而减小,随改性元素原子半径的减小而减小;改性元素的原子半径越小,越易进入ZSM-5的内表面,总酸量和比表面积的减小幅度越大。2.对于Zr改性分子筛样品,比表面积变化不大,Zr的体积比较大,主要存在于分子筛的外表面。随着Zr含量的增加,比表面积逐渐减小,弱酸中心逐渐减少,而分子筛表面上的强酸中心和中强酸中心逐渐增加,同时,B酸量增加不明显,而L酸量明显增加;3.对于W改性分子筛样品,比表面积变化不大,W的体积比较大,主要存在于分子筛的外表面。0.5% WO3改性的ZSM-5分子筛与ZSM-5原粉相比,总酸量略有减少,但中强酸量显著增加,B酸与L酸的比值达20.2,约为ZSM-5原粉的4.7倍,具有良好的应用前景。4.对于B和P改性的分子筛样品,比表面积变化较大,B和P的体积较小,进入到分子筛的内表面,随着改性剂含量的增加,比表面积大量减少,分子筛的酸量也大幅度降低,随着硼添加量的增加,强酸酸量从0.378mmol/g降低到0.054mmol/g,而总酸量从0.756mmol/g降低到0.324mmol/g, L酸酸量逐渐增加,B酸酸量减少;而磷的引入增加了分子筛表面的B酸中心。5.复合改性的分子筛总酸量变化不太明显,而中强酸部分均有所增加。与一元B和P改性分子筛相比,总酸量较高,复合改性分子筛可以更灵活的调控分子筛的酸性,以满足催化需求。
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