通過表面化學改性制備表面富硅型ZSM-5分子篩,采用XRD、N2等溫吸附-脫附、TEM、NH3-TPD和Py-FTIR等手段對其孔結構和酸性質(zhì)進行了表征,考察其甲醇制對二甲苯聯(lián)產(chǎn)低碳烯烴反應的催化性能。結果表明,引入Zn使催化劑中一部分強酸轉變?yōu)橹袕娝?并增加了具有脫氫作用的Zn-L酸中心,提高乙烯和丙烯的選擇性;Mg改性不僅可以調(diào)節(jié)孔道的擇形性,而且增加了L酸中心的數(shù)量,有利于PX的生成;不同硅源的多次硅沉積使得SiO₂可以更均勻地沉積在外表面,調(diào)變催化劑的酸性質(zhì)和孔結構,從而進一步提高對二甲苯及乙烯和丙烯的選擇性。最終,二甲苯中對位選擇性可達到87.1%,二甲苯及乙烯和丙烯的選擇性達到61%,乙烯在C₂烴類的選擇性高達97.8%,丙烯在C₃烴類中選擇性高達90.6%。 

【文章來源】：燃料化學學報. 2020,48(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

HZSM-5改性前后的XRD譜圖

表 1 HZSM-5改性前后的比表面積和孔結構Table 1 Surface area and pore structure of the original and modified HZSM-5 Catalyst Surface area A/(m2·g-1) Pore volume v/(mL·g-1) total micropore external total micropore H-ZSM-5 454 447 7 0.204 0.183 Zn/ZSM-5 390 371 19 0.192 0.157 Zn/Si/ZSM-5 303 289 14 0.183 0.152 Zn/Si/Mg/ZSM-5 282 258 24 0.173 0.1512.2 催化劑的酸性表征

HZSM-5改性前后的NH3-TPD譜圖見圖3,定量結果見表2。將NH3-TPD譜圖進行擬合后得到三個脫附峰[32],按溫度區(qū)域(473-513)K、(513-633)K、>633 K劃分為弱酸中心、中強酸中心和強酸中心[33-38]。Zn改性后催化劑的總酸量減少,特別是強酸中心酸量大幅減少,而中強酸中心的酸量則有所增加,這是因為這可能是由于負載的ZnO以ZnO狀態(tài)和ZnOH+狀態(tài)的存在所造成,ZnO會優(yōu)先覆蓋催化劑的強酸中心,而ZnOH+使部分強酸中心轉化為中強酸中心,即Zn-L酸中心,因此,中強酸酸量增加[39,40]。Zn/ZSM-5經(jīng)三步硅沉積后催化劑總酸量下降,原因是改性的硅物質(zhì)與催化劑外表面羥基作用,消耗或覆蓋催化劑外表面的酸性位點[41]。而Mg改性后的NH3-TPD譜圖中的高溫脫附峰向低溫區(qū)移動,氨氣脫附峰面積略微減小,這是因為Mg改性后生成的MgO主要分散在催化劑的外表面,覆蓋了催化劑外表面的強酸中心,因此,減弱了催化劑的強酸強度,減少了催化劑的強酸酸量[42]。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3423146