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甲烷无氧芳构化反应是甲烷直接催化转化过程中的一个重要反应,而进一步将该反应进行工业化应用是当前的重要研究课题。因此本论文选用Mo/ZSM-5为研究对象,从成型助剂、成型条件及方法、反应条件等方面对甲烷无氧芳构化催化剂的成型做了专门研究,并分析了成型加工对催化剂母体活性、选择性和稳定性的影响,以期为工业应用提供信息和依据。考察了ZSM-5分子筛的物化性质对反应性能的影响。结果表明,低硅铝比的分子筛对反应有利,而100nm～1μm的ZSM-5有利于Mo物种的适度分散及目标芳烃产物的扩散,使催化剂在反应中表现出较高的活性及较低的积碳选择性,是适宜的催化剂母体。采用不同粘结剂对Mo/ZSM-5进行挤条成型。结果表明,成型粘结剂的加入对催化剂母体的扩散性及Mo物种的氧化还原性均有较大的改变,进而影响了成型催化剂的甲烷芳构化反应性能。在所测试的样品中,ZnO成型样品的芳构化性能高于催化剂母体,而Si02成型样品的活性则为催化剂母体的80%,但仅Si02和A1203粘结剂提高了催化剂母体的机械强度。进一步使用Al2O3-ZnO混合氧化物为成型粘结剂时,催化剂的机械强度增加至70N/cm以上。并且Al2O3-ZnO粘结剂在反应条件下可以生成ZnAl2O4,使催化剂母体的扩散性及Mo物种的氧化还原能力得到较好的保持,从而使成型催化剂的芳烃生成量达到催化剂母体的90%。因此Si02及Al2O3-ZnO是良好的甲烷芳构化催化剂的成型粘结剂。挤条成型方式的研究表明,将粘结剂与ZSM-5预先成型,而后以常规浸渍法引入Mo物种是适宜的粘结剂的添加方式,可以使成型催化剂的机械强度较高,苯生成稳定性较好。同时发现,增加成型催化剂的扩散性及Mo物种分散性是提高成型催化剂反应性能的关键。采用添加分子量较小的孔结构改性剂及使用碱性的浸渍环境则对此做了进一步的证明。改变成型方法,采用转动成型法制备了蛋壳型的薄层Mo/ZSM-5催化剂,将催化剂厚度降至挤条成型样品的1/10-1/4。结果表明,缩短扩散路径是改善成型催化剂扩散性的有效方法,芳烃产物的选择性增加了25%,积碳含量下降了12%。而当支撑基质材料为无孔惰性瓷球,其粒径以0.5 mm左右时,薄层催化剂能最大发挥出催化剂母体的反应性能。在960 mL/gZSM-5·h的空速下,芳烃选择性可达56.2%,C2烃的含量增加至12.0%,积碳含量仅为29.3%,并在500 min内催化剂表现出了较好的稳定性。