分子筛固载杂多酸型催化剂的制备及其烷基化性能研究

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本文制备了HMOR、HPW/HMOR、HPW/micro-mesoporousZSM-5(UAM)、DAHMOR、SB/HMOR等系列烷基化反应催化剂,考察载体不同预处理方法、催化剂制备方法和载体的不同对于催化合成PXE产品的影响。  采用不同的浸渍方法制备HPW固载型HPW-X/HMOR催化剂。最佳制备方法为超声浸渍法,最佳磷钨酸负载量为40%,适宜的反应条件为反应温度120℃,物料比(苯乙烯、邻二甲苯摩尔比)为1∶7.5,反应时间3h,催化剂用量为WB=1.5%(按物料总投入量的质量百分比计算)。  研究了盐酸脱铝对丝光沸石催化剂在合成1-苯基-1-邻二甲苯基乙烷中催化性能的影响。通过XRD、BET、XRF、FT-IR、NH3-TPD和27Al NMR对催化剂的结构和酸性进行了表征。结果表明,酸脱铝丝光沸石的总酸量减少,B酸位的强度增加,微孔扩大并产生了二次介孔。改性丝光沸石在保持苯乙烯转化率的同时,重复使用性能得到明显改善。2M盐酸处理过的丝光沸石在不明显降低催化活性的情况下,可以重复使用6次。  拟薄水铝石粘结剂的加入明显提高了HMOR催化剂的机械强度。27Al MASNMR表明拟薄水铝石粘结剂中的部分可溶性Al物种经高温焙烧后可进入DAHMOR分子筛的骨架,从而产生部分中等强度的酸中心。当粘结剂的添加量适宜时,会产生部分强B酸位。HMOR催化剂中的最佳拟薄水铝石粘结剂含量为10%,此时粘结剂的加入明显提高了HMOR催化剂的中强酸量,使催化剂中的酸量和孔道结构能达到较好的匹配。粘结剂的添加提高了催化剂的催化性能。  采用双模板法通过两步晶化过程成功制备了多级孔道纳米ZSM-5材料。合成过程包括水热老化和超声辅助。表征结果表明,在制备过程中,与不加超声处理的样品相比,一定时间和适宜强度超声处理下制备的微介孔ZSM-5分子筛具有更大孔容和更小晶粒。以超声条件下制备的微介孔ZSM-5作为载体,通过改变磷钨酸的含量,制备了一系列微介孔ZSM-5固载磷钨酸型固体酸催化剂。HPW-20/micro-mesoporous ZSM-5(UAM)由于具有最大的中强酸量和利于产物扩散的小颗粒,在PXE产率和催化剂稳定性方面表现出最佳的催化性能。
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