甲烷是最穩(wěn)定的有機(jī)物分子,對其進(jìn)行選擇性活化和定向轉(zhuǎn)化是催化領(lǐng)域中面臨的主要挑戰(zhàn)。甲烷無氧芳構(gòu)化反應(yīng)將儲量豐富的甲烷直接轉(zhuǎn)化為高附加值的芳烴產(chǎn)品,對甲烷的利用具有十分重要的意義。Mo/HZSM-5催化劑在甲烷無氧芳構(gòu)化反應(yīng)中具有潛在的應(yīng)用前景,但是該催化劑穩(wěn)定性差,非常容易積碳失活。本論文系統(tǒng)研究了在少量甲醇存在下的甲烷無氧芳構(gòu)化反應(yīng),考察了堿改性前后Mo/HZSM-5催化劑結(jié)構(gòu)和酸性的變化以及與甲烷甲醇無氧共芳構(gòu)化反應(yīng)活性和抗積碳能力之間的關(guān)系。主要結(jié)果如下:（1）比較了催化劑Mo/HZSM-5在甲烷無氧芳構(gòu)化和少量甲醇存在下共無氧芳構(gòu)化的反應(yīng)性能,結(jié)果表明在最佳甲烷甲醇摩爾比為20的情況下,甲烷轉(zhuǎn)化率由4%提高至10%,苯的選擇性穩(wěn)定在70-80%,積碳量由15 wt%降低至5 wt%。優(yōu)化了HZSM-5分子篩硅鋁比、Mo負(fù)載量、反應(yīng)溫度以及甲烷體積空速對反應(yīng)性能的影響,結(jié)果表明當(dāng)HZSM-5硅鋁比為35,Mo負(fù)載量為6 wt%,反應(yīng)溫度為700℃,甲烷體積空速為2000 h^-1時甲烷轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在10%左右,苯選擇性在70%以上,具有良好的反應(yīng)性能。（2）使用... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 MDA反應(yīng)機(jī)理
    1.2 催化劑優(yōu)化
        1.2.1 催化劑載體優(yōu)化及改性
        1.2.2 金屬活性組分優(yōu)化
    1.4 MDA反應(yīng)積碳研究
    1.5 甲烷耦合其他組分共芳構(gòu)化反應(yīng)
        1.5.1 甲烷耦合烴類共芳構(gòu)化反應(yīng)
        1.5.2 進(jìn)料中添加氧化性或還原性氣體
        1.5.3 甲烷芳構(gòu)化反應(yīng)與甲烷偶聯(lián)反應(yīng)相結(jié)合
        1.5.4 芳烴烷基化反應(yīng)與甲烷芳構(gòu)化反應(yīng)相結(jié)合
    1.6 本論文的選題和研究思路
2 實驗部分
    2.1 實驗試劑和儀器
    2.2 催化劑制備
        2.2.1 Mo/HZSM-5 催化劑的制備
        2.2.2 有機(jī)堿TPAOH處理
        2.2.3 無機(jī)堿NaOH處理
        2.2.4 TPAOH/NaOH組合處理
    2.3 催化劑表征
        2.3.1 X射線粉末衍射(XRD)
        2.3.2 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-AES)
        2.3.3 固體核磁共振實驗(Solid-state NMR)
        2.3.4 熱重分析(TG-DTG)
        2.3.5 程序升溫氧化實驗(TPO)
    2.4 催化劑活性評價
    2.5 反應(yīng)數(shù)據(jù)處理方法
3 Mo/HZSM-5 催化劑催化甲烷甲醇無氧共芳構(gòu)化反應(yīng)性能
    3.1 引言
    3.2 不同進(jìn)料方式對甲烷無氧芳構(gòu)化反應(yīng)的影響
        3.2.1 反應(yīng)性能影響
        3.2.2 反應(yīng)后積碳分析
    3.3 分子篩不同硅鋁比對甲烷甲醇共芳構(gòu)化反應(yīng)的影響
    3.4 不同Mo負(fù)載量對無氧芳構(gòu)化反應(yīng)的影響
    3.5 反應(yīng)溫度對無氧芳構(gòu)化反應(yīng)的影響
    3.6 甲烷體積空速對無氧芳構(gòu)化反應(yīng)的影響
    3.7 本章小結(jié)
4 堿處理分子篩對甲烷甲醇無氧共芳構(gòu)化的影響
    4.1 引言
    4.2 有機(jī)堿TPAOH處理
        4.2.1 XRD表征
        4.2.2 ~(27)Al MAS NMR表征
        4.2.3 ~(29)Si MAS NMR表征
        4.2.4 TPAOH改性6Mo/HZSM-5 的甲烷甲醇共無氧芳構(gòu)化反應(yīng)性能
        4.2.5 反應(yīng)后樣品的積碳表征
    4.3 無機(jī)堿NaOH處理
        4.3.1 XRD表征
        4.3.2 ~(27)Al MAS NMR表征
        4.3.3 ~(29)Si MAS NMR表征
        4.3.4 NaOH改性6Mo/HZSM-5 催化甲烷甲醇共無氧芳構(gòu)化反應(yīng)性能
    4.4 有機(jī)堿TPAOH和無機(jī)堿Na OH組合處理
        4.4.1 XRD表征
        4.4.2 組合堿處理的催化劑的甲烷甲醇共無氧芳構(gòu)化反應(yīng)性能
        4.4.3 反應(yīng)后樣品的積碳表征
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[9]不同環(huán)大小分子篩對鉬基分子篩催化劑上甲烷無氧芳構(gòu)化反應(yīng)的影響[J]. 舒玉瑛,馬丁,徐龍伢,包信和,徐奕德.  催化學(xué)報. 2002(01)
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碩士論文
[1]新型甲烷無氧芳構(gòu)化工藝的研究[D]. 劉洋.北京化工大學(xué) 2015
[2]苯、甲醇烷基化催化劑的研究[D]. 李燕燕.華東理工大學(xué) 2011
[3]二次晶化法修飾改性TS-1及催化環(huán)己酮氨氧化反應(yīng)的研究[D]. 黃先亮.湘潭大學(xué) 2008
[4]ZSM-5系列分子篩催化劑上苯與甲醇的烷基化反應(yīng)研究[D]. 胡慧敏.湖南師范大學(xué) 2007



本文編號：3562960