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航空生物燃料的研发与应用可有效缓解航空运输业对传统化石燃料的依赖，有利于减少温室气体的排放量，促进生态、经济和社会方面的可持续发展。正构烷烃临氢异构化制备异构烷烃是生产优质航空生物燃料工艺过程的重要步骤。提高异构化收率对于生产航空生物燃料具有积极意义，关键在于研制出高活性、高异构选择性和高热稳定性的催化剂。
采用两步水热晶化法合成了三种不同晶化温度的多级孔S-H-T0分子筛。另外，通过水热晶化法和机械混合法，将传统水热晶化法制备的SAPO-11（S-T）依次与MCM-41分子筛（纯硅）和Beta分子筛（硅铝比为20）进行复合，制备了两种MCM-41/SAPO-11分子筛（M-S和M+S）以及两种Beta/SAPO-11分子筛（B-S和B+S）。最后将上述分子筛采用浸渍法负载Pt制备Pt/SAPO-11催化剂。采用XRD、N2吸附-脱附、SEM、NH3-TPD和Py-IR等表征手段，考察了催化剂的形貌、孔道结构和酸性。以正十六烷烃为模型化合物，考察了二次晶化温度、金属Pt负载量、复合分子筛种类以及复合方法对催化剂临氢异构性能的影响，研究催化剂的临氢异构反应机理并优化临氢异构工艺条件。
主要结果如下：
（1）与传统水热法制备的Pt/SAPO-11催化剂（Pt/S-T）相比，表征结果表明，两步水热晶化制备的Pt/S-H-T0催化剂具有微-中孔结构、更大的比表面积和中孔体积、更多的B酸酸量。实验结果表明，Pt/S-H-T0催化剂的正十六烷临氢异构性能明显优于Pt/S-T。其中二次晶化温度为120℃的Pt/S-H-120催化剂具有最佳的临氢异构性能，金属Pt最佳负载量为0.5%。
（2）多级孔Pt/S-H-120催化剂优化后的临氢异构工艺条件为：温度340℃、压力2MPa、质量空速2h-1、氢烃体积比1000，正十六烷烃转化率为85.9%，异构十六烷收率为76.1%。结合表征和实验结果对多级孔催化剂临氢异构反应机理进行研究，Pt/S-H-T0催化剂具有丰富的晶间中孔，促进中间产物大分子迅速转移，有效降低传质阻力，提高异构十六烷产物收率。
（3）加入不同载体（MCM-41和Beta）与复合方法（水热晶化法和机械混合法）均使复合催化剂具有不同的物理化学性质和临氢异构性能。Pt/M-S具有更大的外比表面积占比（76.3%）和中/微孔体积比值（14.4），Pt/B-S具有更强的酸性。四种复合催化剂的临氢异构性能优劣排序为Pt/M-S＞Pt/M+S＞Pt/B-S＞Pt/B+S。其中，传统水热合成的Pt/M-S表现出优异的临氢异构催化性能，正十六烷转化率为83.4%，异构十六烷选择性为87.5%，异构产物收率为73%。因此，采用传统水热晶化法并加入MCM-41可增强复合催化剂的临氢异构性能。
（4）四种复合催化剂优化后的临氢异构工艺条件为：温度340℃，压力2MPa，质量空速1.5h-1，氢烃体积比1000。Pt/M-S，Pt/M+S，Pt/B-S和Pt/B+S的正十六烷烃转化率分别为83、79.2、76.2和78.1%，异构十六烷烃收率分别达到72.3、66、59.4和58.5%。
采用两步水热晶化法合成了三种不同晶化温度的多级孔S-H-T0分子筛。另外，通过水热晶化法和机械混合法，将传统水热晶化法制备的SAPO-11（S-T）依次与MCM-41分子筛（纯硅）和Beta分子筛（硅铝比为20）进行复合，制备了两种MCM-41/SAPO-11分子筛（M-S和M+S）以及两种Beta/SAPO-11分子筛（B-S和B+S）。最后将上述分子筛采用浸渍法负载Pt制备Pt/SAPO-11催化剂。采用XRD、N2吸附-脱附、SEM、NH3-TPD和Py-IR等表征手段，考察了催化剂的形貌、孔道结构和酸性。以正十六烷烃为模型化合物，考察了二次晶化温度、金属Pt负载量、复合分子筛种类以及复合方法对催化剂临氢异构性能的影响，研究催化剂的临氢异构反应机理并优化临氢异构工艺条件。
主要结果如下：
（1）与传统水热法制备的Pt/SAPO-11催化剂（Pt/S-T）相比，表征结果表明，两步水热晶化制备的Pt/S-H-T0催化剂具有微-中孔结构、更大的比表面积和中孔体积、更多的B酸酸量。实验结果表明，Pt/S-H-T0催化剂的正十六烷临氢异构性能明显优于Pt/S-T。其中二次晶化温度为120℃的Pt/S-H-120催化剂具有最佳的临氢异构性能，金属Pt最佳负载量为0.5%。
（2）多级孔Pt/S-H-120催化剂优化后的临氢异构工艺条件为：温度340℃、压力2MPa、质量空速2h-1、氢烃体积比1000，正十六烷烃转化率为85.9%，异构十六烷收率为76.1%。结合表征和实验结果对多级孔催化剂临氢异构反应机理进行研究，Pt/S-H-T0催化剂具有丰富的晶间中孔，促进中间产物大分子迅速转移，有效降低传质阻力，提高异构十六烷产物收率。
（3）加入不同载体（MCM-41和Beta）与复合方法（水热晶化法和机械混合法）均使复合催化剂具有不同的物理化学性质和临氢异构性能。Pt/M-S具有更大的外比表面积占比（76.3%）和中/微孔体积比值（14.4），Pt/B-S具有更强的酸性。四种复合催化剂的临氢异构性能优劣排序为Pt/M-S＞Pt/M+S＞Pt/B-S＞Pt/B+S。其中，传统水热合成的Pt/M-S表现出优异的临氢异构催化性能，正十六烷转化率为83.4%，异构十六烷选择性为87.5%，异构产物收率为73%。因此，采用传统水热晶化法并加入MCM-41可增强复合催化剂的临氢异构性能。
（4）四种复合催化剂优化后的临氢异构工艺条件为：温度340℃，压力2MPa，质量空速1.5h-1，氢烃体积比1000。Pt/M-S，Pt/M+S，Pt/B-S和Pt/B+S的正十六烷烃转化率分别为83、79.2、76.2和78.1%，异构十六烷烃收率分别达到72.3、66、59.4和58.5%。