废橡胶轮胎作为一种不可生物降解的材料,对人类和环境都有潜在的危害,所以对其回收和利用成为当下一个重要的研究课题。催化裂解废橡胶轮胎可以获得具有潜在利用价值的低碳烯烃等产物,被认为是一种极具前景的回收废橡胶轮胎的方法。HZSM-5分子筛具有强酸性、择形催化特性及优良的稳定性,被广泛应用到各种催化反应中。因此以HZSM-5为主,筛选和制备出能通过催化裂解废橡胶轮胎获得高低碳烯烃选择性的催化剂,具有重要意义。本文开展了对SiO₂/Al₂O₃比为50的商业HZSM-5分子筛催化裂解废橡胶轮胎性能的研究;开展了纳米HZSM-5/γ-Al₂O₃复合催化剂、HZSM-5/MCM-41复合分子筛催化剂的制备研究,并以低碳烯烃为目的,考察了其催化裂解废橡胶轮胎的性能。主要的研究内容和结论如下:首先,以SiO₂/Al₂O₃比为50的商业HZSM-5分子筛为催化剂,探讨不同催料比、不同比例的γ-Al₂O₃添加剂对催化裂解废橡胶轮胎性能的影响。结果表明,γ-Al₂O₃作为添加剂加入到催化剂中时,其大孔径和高的比表面积及适宜的酸量,对HZSM-5催化裂解废橡胶轮胎获得更高低碳烯烃的选择性起到了重要的作用。在HZSM-5与γ-Al₂O₃添加剂的比例为0.5时,取得了最高的低碳烯烃选择性,达到了25.8%,均高于单纯热裂解和不加添加剂时的低碳烯烃的选择性。其次,以γ-Al₂O₃为载体制备了纳米HZSM-5/γ-Al₂O₃复合催化剂,研究了γ-Al₂O₃载体的加入时间、负载量、SiO₂/Al₂O₃比对催化剂结构、形貌、酸性及催化性能的影响。结果表明,改变γ-Al₂O₃载体的加入时间可以制备不同形貌的催化剂,而改变负载量和硅铝比则可以对催化剂的酸性能进行调控。不同的纳米HZSM-5/γ-Al₂O₃催化剂虽然存在差异,但是都同时具有纳米HZSM-5和γ-Al₂O₃的特性,而又区别于这两者的简单混合物。在催化裂解废橡胶轮胎的研究中,无论是与单纯热裂解、γ-Al₂O₃、HZSM-5分子筛或γ-Al₂O₃与纳米HZSM-5分子筛的物理混合物相比,这三类不同的复合催化剂均表现出了较高的低碳烯烃选择性,最高的低碳烯烃选择性达到了30.5%。最后,以商业HZSM-5分子筛为原料,制备了HZSM-5/MCM-41复合分子筛,并对其结构、形貌和酸性能进行分析,再以其为主体催化剂,考察其催化裂解废橡胶轮胎的性能。结果表明,与HZSM-5分子筛相比,HZSM-5/MCM-41复合分子筛同时具有微孔和介孔,且比表面积更大,总酸量更低。硅铝比为50的HZSM-5/MCM-41复合分子筛有更高的低碳烯烃选择性,而硅铝比为38的能获得更高的“三苯”选择性。在本实验条件下,γ-Al₂O₃作为添加剂加入到催化剂体系中时,同时具有分散作用和助催化的作用。分散作用能降低柠檬烯的选择性,助催化作用能获得更高低碳烯烃选择性。以硅铝比为50的HZSM-5/MCM-41复合分子筛为催化剂,HZSM-5/MCM-41与γ-Al₂O₃的比为0.5:1时,低碳烯烃的选择性达到了33.6%。