發(fā)布時間：2021-02-26 06:04

　　筆者研究了稀土元素、貴金屬鉑以及鋁元素?fù)诫s改性SO₄^2-/ZrO₂固體超強酸催化劑的制備。通過改變制備條件,獲得各類PSZ、PSZA催化劑。分析催化劑的反應(yīng)條件對正己烷異構(gòu)化反應(yīng)活性的影響。引入其他金屬元素克服SZ催化劑容易失活和酸性強度不夠的缺點。實驗結(jié)果表明:當(dāng)鋁含量為3%時,顯著提高了催化劑的異構(gòu)化活性;硫酸化后的Zr（OH）₂再擠條添加鋁元素的方法可提高PSZ催化劑異構(gòu)化活性;稀土元素的引入雖增加了催化劑的酸中心數(shù)量,并不能改善PSZ催化劑的異構(gòu)化活性;鉑以金屬態(tài)附著在催化劑表面可增強催化劑的活性。催化劑放置時間為5 d,活化溫度為350℃時,可保持催化劑適量吸附水的存在,從而具有較高的異構(gòu)化活性。 

【文章來源】：陶瓷. 2020,(02)

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

SO 4 2- /ZrO2型酸位形成的假設(shè)模型

對于硫酸化后的氫氧化鋯催化劑,焙燒是制造有活性催化劑的必要步驟。圖2為焙燒溫度對PSZA催化劑異構(gòu)化活性的影響。從圖2可以看出,隨著硫酸鋯的焙燒溫度由575 ℃升高到625 ℃,PSZ的異構(gòu)化活性明顯增加,二甲基的收率也有所增加;繼續(xù)升高焙燒溫度,異構(gòu)化活性明顯下降,二甲基的收率也隨之下降。對于上述在不同溫度焙燒硫的催化劑,正已烷在其上200 ℃反應(yīng)時,僅有輕微裂解發(fā)生,其異己烷的選擇性均在90%以上。這與張黎等[5]的報道相一致,為了產(chǎn)生強酸中心硫酸鋯的焙燒是必要的,但焙燒溫度過高,催化劑上的硫會因分解而流失,是導(dǎo)致催化劑活性下降的可能原因。由此可見,硫酸鋯較為適宜的焙燒溫度為625 ℃。2.2 鋁含量對PSZA催化劑活性的影響

最初在SO42-/ZrO2固體超強酸中加入氧化鋁,只是為了解決催化劑的成形問題,但卻發(fā)現(xiàn)氧化鋁的引入使催化劑的活性也有了顯著提高[6]。筆者考察了鋁的加入對PSZ催化劑的異構(gòu)化活性影響,結(jié)果如圖3所示。從圖3可知,鋁的加入明顯影響了催化劑的異構(gòu)化活性。PSZ上的異構(gòu)烷烴收率約為60%,3%鋁的添加使得異已烷的收率提高到65%左右,當(dāng)鋁含量增加到5%時,PSZA5上的異己烷收率與未添加鋁的PSZ上的異己烷收率相當(dāng),繼續(xù)提高催化劑中的鋁含量,異己烷收率進(jìn)一步下降,繼續(xù)增加鋁含量到20%時,正己烷的轉(zhuǎn)化率非常低,僅為15%左右�？梢�,加入鋁顯著影響了催化劑的異構(gòu)化活性,且適宜的鋁含量為3%。而夏勇德等[7]的研究結(jié)果表明,鋁的添加大大提高了SO42-/ZrO2催化劑的異構(gòu)化活性,而對鉑改性的SO42-/ZrO2的催化劑體系而言,鋁的加入沒有明顯提高PSZ的異構(gòu)化活性。這與本次研究的結(jié)果有所不符。已有大量的實驗結(jié)果顯示,對于SO42-/ZrO2固體超強酸烷烴異構(gòu)化體系,催化劑吸附的水對其異構(gòu)化活性有一定的影響,而鋁的加入又會影響催化劑對水的吸附。由此推斷,兩者結(jié)果的差異可能與催化劑上吸附水的量不同有關(guān),進(jìn)一步考察其的研究正在進(jìn)行中。2.3 Al添加方式對催化劑異構(gòu)化活性的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同稀土改性SO42-/ZrO2催化劑的結(jié)構(gòu)與性能表征[J]. 王宇紅,董順喜,盧冠忠.  無機化學(xué)學(xué)報. 2007(04)
[2]鑭及其引入方式對鋯交聯(lián)累托土固體酸催化劑性能的影響[J]. 郭錫坤,諶寧,楊陽.  分子催化. 2004(03)
[3]固體超強酸Tm-SO42-/TiO2催化合成檸檬酸三丁酯[J]. 孫長勇,郭錫坤.  工業(yè)催化. 2003(07)
[4]SO42-/ZrO2和SO42-/Al2O3-ZrO2催化劑上的正戊烷反應(yīng)[J]. 夏勇德,華偉明,高滋.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報. 1999(01)
[5]稀土固體超強酸催化合成酯的研究[J]. 王存德,馮學(xué)兵.  石油化工. 1994(03)
[6]固體超強酸SO42-/ZrO2-NiO異構(gòu)化性能的研究[J]. 王新平,唐新碩.  石油化工. 1993(03)

碩士論文
[1]正戊烷異構(gòu)化固體超強酸催化劑的研究[D]. 范書信.石油化工科學(xué)研究院 2001



本文編號：3052162