發(fā)布時間：2021-07-07 21:41

　　對沸石分子篩而言,分子篩的孔道、孔徑、孔容和微孔等物理性質和酸性影響它的活性.通過調節(jié)和控制以上物理性質能夠提高產物選擇性和收率,降低副產物,從而促進反應性能提高活性.我們考察了ZSM-5分子篩的晶粒度和硅鋁比對合成氣羰基化反應性能的影響.結果表明,晶粒度小及具有一定比例的中強酸中心的ZSM-5沸石分子篩對反應有利,但晶粒度比較大即1和3μm的ZSM-5沸石分子篩目標產物選擇性比較低.納米級的ZSM-5沸石分子篩催化劑在反應中表現出較高的活性及較低的副產物選擇性,是適宜的合成氣羰基化反應催化劑載體.溫度考察結果可知,反應溫度為300℃時,效果為最佳.其中, 30～50 nm的ZSM-5沸石分子篩催化劑CO轉化率為55%,乙酸甲酯和甲酸甲酯選擇性之和為52%,而晶粒度3μm時, CO轉化率僅為25%,乙酸甲酯和甲酸甲酯選擇性之和為20%,是30～50 nm沸石分子篩的一半.當反應繼續(xù)升溫時,副產物的選擇性也隨之增加,是因為所生成的中間產物和甲醇等繼續(xù)進行各種反應生成二甲醚、芳烴、烷烴以及裂解生成CO₂等干氣. 

【文章來源】：分子催化. 2020,34(02)北大核心CSCD

【文章頁數】：11 頁

【部分圖文】：

ZSM-5沸石分子篩合成示意圖

圖2為反應裝置圖, 催化劑的評價是在微型固定床反應裝置中進行, 它是自建的且可連續(xù)進樣. 首先將制得的催化劑粉末壓片、 粉碎、 篩分, 取粒度為0.450～0.280 mm的催化劑1 g裝入20 cm ×Φ6 mm的直通反應管; 反應溫度為100～350 ℃、 反應壓力為常壓; 以純一氧化碳(99%)和純氫氣為進料, 且二者的摩爾比為1∶1, 原料及羰基化反應產物有甲酸甲酯、 乙酸甲酯, 二甲醚, 甲醇等, 產物采用GC7890T型氣相色譜儀(2HD2008型50 m×Φ0.20 mm×0.5 μm毛細管柱, FID檢測器和GC檢測器)進行分析. 分別用CO轉化率和乙酸甲酯選擇性表示催化劑的活性和選擇性. 用質量流量計來控制一氧化碳和氫氣的進氣量.反應進行時, 一氧化碳和氫氣按照計量分別通過質量流量計進入反應前混合器進行混合、 預熱后再進入反應器進行反應. 最后用色譜檢測器對反應后的物質進行在線分析和檢測.

選擇了4種不同晶粒尺寸的ZSM-5沸石分子篩作為研究對象, 研究對象的透射電鏡和掃描電鏡照片見圖3. 由圖可見, 沸石分子篩樣品晶粒為立方體, 結晶性良好, 平均晶粒尺寸約為30～50以及300 nm, 1和3 μm.由圖可見, 圖(a)和(b)為納米晶粒樣品, 因為有較大的表面吉布斯自由能, 因此呈現不規(guī)則團聚狀, 微米級樣品圖(c)和(d)則分散較好、 形狀規(guī)則、 顆粒均勻基本上是單晶狀態(tài).

【參考文獻】：
期刊論文
[1]納米Au/TS-1催化劑的制備及用于甲醇羰基化體系[J]. 艾沙·努拉洪,馬亞亞,莫文龍,馬鳳云.  分子催化. 2017(02)
[2]焙燒方法和焙燒條件對納米Au/HZSM-5催化劑金粒徑和催化性能的影響[J]. 艾沙·努拉洪,莫文龍,馬鳳云.  燃料化學學報. 2016(06)
[3]基于脈沖微反裝置的Au/HZSM-5催化劑上正丁烷反應性能研究[J]. 艾沙·努拉洪,莫文龍,馬鳳云.  分子催化. 2014(06)
[4]中國能源消費結構調整與天然氣產業(yè)發(fā)展前景[J]. 陸家亮,趙素平.  天然氣工業(yè). 2013(11)
[5]合成氣制混合醇雙功能催化研究進展[J]. 肖康,鮑正洪,齊行振,王新星,鐘良樞,房克功,林明桂,孫予罕.  催化學報. 2013(01)
[6]分子篩硅鋁比及晶粒粒徑對Cu-ZnO-Al2O3/HZSM-5催化劑直接合成二甲醚反應性能的影響[J]. 毛東森,夏建超.  燃料化學學報. 2012(02)
[7]載金微孔分子篩催化劑研究進展[J]. 丁孝濤,張培青,安立敦,祁彩霞.  分子催化. 2010(01)
[8]一碳化工產品及其發(fā)展方向[J]. 劉昌俊,許根慧.  化工學報. 2003(04)
[9]二甲醚的用途與發(fā)展前景分析[J]. 周曉紅.  煤炭加工與綜合利用. 2002(04)
[10]合成氣直接合成二甲醚與甲醇的熱力學分析[J]. 張海濤,曹發(fā)海,劉殿華,房鼎業(yè).  華東理工大學學報. 2001(02)

博士論文
[1]納米Au/HZSM-5沸石催化劑的制備與正丁烷轉化研究[D]. 艾沙·努拉洪.大連理工大學 2013



本文編號：3270421