表面钝化型二维ZSM-5分子筛的制备及甲苯与甲醇烷基化性能

采用二次晶化技术在二维ZSM-5分子筛表面构筑了具有外表面钝化作用的全硅Silicalite-1结构,通过XRD、SEM、TEM、N_(2)吸附-脱附等温线、Py-IR等手段对所制备的催化剂进行表征,采用固定床反应器评价了表面钝化型二维ZSM-5分子筛在甲苯和甲醇烷基化反应中的催化性能。表征结果表明:二次晶化技术在保留ZSM-5分子筛内部二维片层结构的同时成功构筑了全硅Silicalite-1钝化表面,Silicalite-1钝化结构不仅能有效屏蔽二维ZSM-5分子筛外表面Brønsted酸位点,抑制二甲苯异构化副反应的发生,而且对PX(对二甲苯)具有择形扩散的性能,极大提高对二甲苯选择性。实验结果显示:表面钝化型二维ZSM-5分子筛在673K、WHSV=10h^(-1)的条件下表现出了较长的寿命,同时在反应40h后依然有较高的活性,且对二甲苯选择性达到了约35%,在甲苯与甲醇烷基化反应中表现出优异的催化性能,有效促进了甲苯与甲苯烷基化高选择性地制备对二甲苯的工业化应用进程。

等级孔分子筛构筑及扩散过程强化研究进展

传统微孔分子筛具有均一孔径、较高比表面积、良好的择形选择性等优点,但受到传质扩散阻力限制,导致其性能严重降低。而等级孔分子筛具有多级孔道结构,可以强化大分子的扩散,减少焦炭堆积,从而改善催化剂利用率、寿命和催化性能。等级孔分子筛通常采用“自上而下法”和“自下而上法”进行制备。本文主要对近年来等级孔分子筛的合成方法进行梳理,并重点介绍了具有较高应用潜力的“自上而下法”。综合评述了等级孔分子筛在催化应用中的扩散过程强化研究,指出等级孔分子筛在提升催化性能方面(如活性、选择性、稳定性等)具有独特优势。通过在分子筛骨架中引入等级孔道,缩短晶内扩散路程,减少传质扩散限制,减少二次副反应和积炭。此外,等级孔道结构也有利于金属活性物种的稳定,在催化反应中抑制其烧结,增加了负载型分子筛催化剂的稳定性。最后,总结了等级孔分子筛的独特优势(强化内扩散性能和提升分子筛内部中心利用率),并对等级孔分子筛的制备方法和绿色生产进行展望。