多级孔ZSM-5分子筛的合成及其MTP催化性能研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:guansea
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高硅ZSM-5分子筛因其独特的孔道结构、良好的水热稳定性以及适宜的酸性等一系列优良的性质而被广泛应用在生产丙烯的催化裂解以及甲醇转化等工艺中。在甲醇转化制丙烯(MTP)反应中,目标产物丙烯是一种中间产物,而且该反应是一个强放热反应。然而,传统的ZSM-5分子筛催化剂多为微孔结构,其狭长的Zig-Zag孔道和较小的外比表面严重抑制了中间产物丙烯的释放和反应过程中热量的传递,所以需要缩短分子扩散路径和提高分子筛比表面积,多级孔分子筛是不错的选择。因此本论文在选择价格低廉的原料、适宜的模板剂,考察合成规律、确认操作条件等基础上,利用添加卤素钠盐、添加晶种等方法,在较短时间内实现了纳米晶聚集体多级孔ZSM-5分子筛的合成,并考察了其在甲醇制丙烯反应中的性能。在本实验中,首先采用廉价原料硅溶胶,在只含有少量复合模板剂和较高碱度体系中,一段晶化8 h合成出了多级孔高硅ZSM-5分子筛,所得分子筛通过X射线衍射仪(XRD),双站比表面和孔径分析仪,扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)表征。实验结果表明,所合成的材料具有纯的MFI晶相以及高的结晶度,SEM结果显示分子筛晶粒尺寸较大,晶粒分布均匀;TEM结果显示分子筛晶粒出现团聚现象。在甲醇制丙烯(MTP)催化反应中,样品AZ-0.07具有最优异的催化性能,在催化剂运行时间840 min内,其丙烯收率最高可达41.7 wt%,丙烯/乙烯(P/E)可稳定在7.5左右。目前人们对初始水量在ZSM-5分子筛合成中的影响研究较少,因此本文对不同初始水量的影响进行了考察,实验发现,由于水分子在ZSM-5分子筛表面吸附作用的不同,导致所合成的分子筛在晶粒尺寸、孔结构性质等方面有明显不同,初始水量较多,吸附作用较强,凝胶前后浓度差较小,分子筛晶粒尺寸减小,孔结构由微孔转变为多级孔结构。在MTP反应的2 h内,具有多级孔结构的分子筛催化剂,其催化剂稳定性更好,丙烯收率更高。卤素钠盐能促进小晶粒颗粒的聚集形成堆积结构,三种不同卤素钠盐对分子筛的结构性质也有不同影响。添加NaF和NaBr能合成纳米ZSM-5分子筛聚集体,NaBr-ZSM-5分子筛的一次纳米晶粒更小,介孔体积更大,NaX的添加能够显著提高ZSM-5分子筛的MTP催化性能,其中,NaBr-ZSM-5分子筛因具有较大的外比表面积和介孔体积而表现出最好的MTP催化性能。加入晶粒大小约为200 nm的silicalite-1晶种后,在较高晶化温度下,1.5 h晶化时间内,TPAB/SiO2=0.03时,即可合成高结晶度的ZSM-5分子筛。极短的晶化时间和更少的模板剂添加量大幅度降低了原材料价格。随着晶种添加量的增多,分子筛形貌变化不大,晶粒尺寸逐渐减小,但当seed/SiO2=0.03时,所合成分子筛的孔结构性质最适合MTP催化反应。与不添加晶种相比,添加晶种后所合成的ZSM-5分子筛晶粒尺寸明显减小,约1μm,且分子筛晶粒中不存在晶粒堆积现象,介孔来源于分子筛晶粒表面的裂纹。在MTP催化反应中,样品BZ-0.07具有最优异的催化性能,运行960 min后,甲醇转化率下降至95%,但丙烯收率最高为31 wt%,P/E最高为3.1。
其他文献
中短期径流预报对于水库调度具有重要意义,而及时且有较高精度的洪水预报可以为防洪减灾及洪水利用争取更多宝贵时间。本文在保证洪水预报精度的基础上,将延长预见期作为首要
透水水泥混凝土(Pervious Cement Concrete)作为一种新型功能性混凝土材料,自身具有连续孔隙结构、较高孔隙率(一般为10~30%)、自重轻的特点,并具备高透气、高透水能力。一般
能源短缺问题一直是当今世界的头号难题,一方面化石燃料储量有限,在未来几百年甚至几十年间面临着消耗殆尽的危险;另一方面,化石燃料燃烧产生的CO2等温室气体又带来全球变暖
气候变化和人类活动导致河川径流发生变化,引起径流衰减、河道断流、流域水文连通性差等诸多水问题。东北平原作为我国重要的的商品粮基地、林业基地以及老工业基地,随着国家
我国从1999年进入老龄化社会至今,政府养老的压力很大,单一的养老服务体系不能满足现代老年人的健康生活需求。随着结合医疗与养老服务的提出与发展,“医养结合”型养老体系得以逐步构建。目前,淮安市现有60岁以上人口 103万人,人口老龄化程度日益严峻。近年来,淮安市各级政府把依法加强养老服务作为应对人口老龄化的重点来抓,在全市初步建立了以居家为基础、社区为依托、机构为补充的多层次养老服务体系。但是,在
木质素的天然聚合结构是由高度官能团化的烷基-芳基醚网络组成,这些网络结构很大程度上是通过β-O-4键(占木质素所有化学键的45%~60%)连接。通过裂解连接键,木质素将被转化为
von Neumann和Murray为了证明Ⅱ1型因子的同构问题,在1943年他们引进了不变量-性质Γ.令M是Ⅱ1型因子,τ是M上正规、忠实的迹态.如果对任意的x1,x2,…,xn∈M和任意的∈>0,存
目的:探讨脓毒症患者外周血miRNA-6786的表达,体外LPS刺激巨噬细胞模型探讨miRNA-6786通过靶基因FRAT-2调控参与炎症反应过程,并探究其调控机制为wnt/β-catenin和NF-KB信号转导通路。方法:1.临床研究:(1)脓毒症组(sepsis组)及健康对照组(NC组)各30例,sepsis组于入院d1、NC组于体检时取外周血,通过RT-PCR法检测miRNA-6786的表达
目的本文通过检测经胸微创封堵术治疗的室间隔缺损患儿术前术后不同时间点的心率减速力和心率变异性的变化,以探讨经胸微创室间隔缺损封堵术患儿心脏自主神经功能的变化及临
金属-有机框架(Metal organic frameworks,MOFs)材料由金属离子或金属簇和有机配体自组装而成,具有极高的比表面积和孔隙率、良好的稳定性、可调控的孔道以及灵活的结构,被广泛