以三乙胺為模板劑,將十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）表面改性的HZSM-5投入SAPO-5合成母液中制備了HZSM-5/SAPO-5復(fù)合分子篩。采用XRD、FTIR、SEM、NH3-TPD和Py-IR等表征了合成樣品結(jié)構(gòu)、形貌和酸性,對(duì)比考察了HZSM-5、機(jī)械混合分子篩HZSM-5&SAPO-5（MZS）和復(fù)合分子篩HZSM-5/SAPO-5（CSZC）在異丁烷芳構(gòu)化中的催化性能。結(jié)果表明:HZSM-5/SAPO-5為片狀SAPO-5包覆于HZSM-5表面的復(fù)合結(jié)構(gòu),且由于弱酸型SAPO-5的引入和包覆,使復(fù)合分子篩的強(qiáng)、弱酸量和酸強(qiáng)度均低于MZS和HZSM-5,抑制了分子篩強(qiáng)酸位上異丁烷芳構(gòu)化裂解副反應(yīng)的發(fā)生,提高了其強(qiáng)弱酸協(xié)同芳構(gòu)化作用,同時(shí)可能由于CTAB的改性使HZSM-5表面產(chǎn)生少量介孔,提高了CSZC的容炭能力,芳構(gòu)化反應(yīng)穩(wěn)定性提高。CSZC上異丁烷芳構(gòu)化生成苯、二甲苯等目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性較之HZSM-5和MZS大幅提高。 

【文章來(lái)源】：天然氣化工（C1化學(xué)與化工）. 2018,43(01)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1分子篩的XRD和FTIR譜

賈諧?現(xiàn)了7°、19~22°非常微小的SAPO-5特征峰，說(shuō)明初步形成了SAPO-5晶核，繼續(xù)在200℃高溫下晶化24h，得到結(jié)晶度較高的SAPO-5。由圖1(b)可以看出，CSZC同時(shí)具有HZSM-5和SAPO-5的特征峰，表明制得了HZSM-5和SAPO-5復(fù)合分子篩。由圖1(c)的FTIR譜可以發(fā)現(xiàn)，復(fù)合分子篩出現(xiàn)了HZSM-5和SAPO-5的特征峰[10,11]，但CSZC相較于HZSM-5和SAPO-5的特征峰有稍微的寬化和偏移，可能由兩種分子篩之間的相互作用引起[10]。圖1分子篩的XRD和FTIR譜Fig.1XRDpatternsandFTIRspectraofmolecularsieves2.2分子篩的形貌表征圖2HZSM-5（a）、SAPO-5(II)（b）和CSZC（c）分子篩的SEM圖Fig.2SEMimagesofHZSM-5(a),SAPO-5(II)(b)andCSZC(c)圖2為HZSM-5、SAPO-5及CSZC的SEM圖。由圖2(a)可知，HZSM-5晶體為規(guī)整六棱柱，長(zhǎng)×寬×30

第1期高為4μm×2μm×0.5μm；由圖2(b)可知，兩段法SAPO-5(II)為2.0μm×2.0μm×2.0μm的六棱柱，由圖2(c)可知，CSZC由HZSM-5和覆在其表面的薄片狀SAPO-5組成，復(fù)合物長(zhǎng)×寬為10.0μm×5.0μm。2.3分子篩的酸性表征圖3為HZSM-5、SAPO-5、MZS及CSZC的NH3-TPD和Py-IR結(jié)果。由圖3(a)可知，HZSM-5在230℃和435℃附近的氨脫附峰對(duì)應(yīng)其弱酸和強(qiáng)酸中心；SAPO-5僅在215℃和245℃附近出現(xiàn)氨脫附峰，表明SAPO-5含有豐富的弱酸中心，沒(méi)有強(qiáng)酸中心；機(jī)械混合分子篩MZS和復(fù)合分子篩CSZC在435℃附近均存在強(qiáng)酸中心，230℃附近均存在弱酸中心，但強(qiáng)酸量均明顯小于HZSM-5，且CSZC強(qiáng)、弱酸量明顯小于MZS，這可能是由于復(fù)合分子篩中SAPO-5分子篩覆蓋了HZSM-5分子篩的部分表面酸性位所致。圖3(b)為各催化劑在200℃脫氣條件下得到的譜圖，1540cm-1、1450cm-1以及1490cm-1特征峰分別對(duì)應(yīng)分子篩的B酸、L酸吸附峰以及B、L酸的吸附疊合峰[8]。由圖3可知，HZSM-5主要以B酸為主、L酸為輔，SAPO-5的B、L酸吸附峰均極弱，MZS機(jī)械混合分子篩和CSZC復(fù)合分子篩也主要以B酸為主，但B酸吸附峰相較于HZSM-5明顯降低。圖3分子篩的NH3-TPD（a）和Py-IR（b）譜Fig.3NH3-TPD(a)andPy-IR(b)spectraofmolecularsieves2.4催化劑的異丁烷芳構(gòu)化活性評(píng)價(jià)異丁烷在固體酸催化劑上的芳構(gòu)化反應(yīng)是強(qiáng)、弱酸協(xié)同催化反應(yīng)[9]。首先，異丁烷在強(qiáng)B酸上發(fā)生氫轉(zhuǎn)移生成烯烴或自由基，同時(shí)裂解生成甲烷、乙烷、丙烷等；其次，烯烴在強(qiáng)、弱酸協(xié)同作用下聚合、環(huán)化生成環(huán)烷烴；最后，環(huán)烷烴在強(qiáng)B酸作用下發(fā)生氫轉(zhuǎn)移芳構(gòu)化生成芳烴。以HZSM-5、MZS和CSZC為催化劑，對(duì)比考察其異丁烷芳構(gòu)化催化行為，氣相產(chǎn)物包括甲烷、乙烷和丙烷以及少量低碳?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多級(jí)孔HZSM-5分子篩催化劑的制備及低碳烴芳構(gòu)化應(yīng)用[J]. 張瑞珍,王翠,邢普,溫少波,王劍,趙亮富,李玉平.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
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