Au、Pt改性HZSM-5纳米沸石催化剂上的甲醇羰基化反应性能研究

采用固定床-微反装置,在临氢和非临氢状态下,评价了金、铂改性的纳米HZSM-5催化剂上甲醇的反应活性和羰基化选择性.结果表明:在300℃时,载体HZSM-5、0.3%Pt/HZSM-5、2.0%Pt/HZSM-5、3.0%Pt/HZSM-5催化剂甲醇临氢转化率分别为43.89%、95.05%、87.24%、62.49%;甲酸甲酯选择性分别为39.29%、80.07%、84.49%、64.37%;乙酸甲酯选择性分别为32.35%、22.79%、13.46%、11.29%.相比之下,在纳米HZSM-5载体上负载0.3%Au、2.0%Au和3.0%Au时,甲醇的临氢转化率分别为71.72%、82.90%和55.13%.甲酸甲酯选择性分别为60.97、81.85%和42.19%.乙酸甲酯选择性分别为20.48%、20.70%和19.16%.不难看出,随着金负载量的增加,甲醇转化率、乙酸甲酯选择性和甲酸甲酯选择性均有所增加.另外,在临氢和不临氢情况下,催化剂的性能有明显的区别.不临氢时,随着Au和Pt负载量的增加,甲醇转化率降低明显,产物甲酸甲酯选择性也是降低的,而乙酸甲酯的选择性有所增加.当引入氢时,甲酸甲酯的选择性随氢增加,并且乙酸甲酯的选择性显著降低.以上结果可能与催化剂的表面酸性、结构特征、晶体尺寸等密切相关.

Na离子修饰的Au/HZSM-5催化剂的制备、表征及催化合成气羰基化反应性能

采用负压沉积-沉淀法制备了负载型Au/HZSM-5催化剂,在此基础上负载了第二金属Na制得Na-Au/HZSM-5催化剂,采用XRD、ICP-AES、氮气吸附-脱附、NH 3-TPD、OH-IR、Py-FT-IR等方法对Na/HZSM-5、Au/HZSM-5、Na-Au/HZSM-5物性进行分析,并考察酸中心对其催化合成气羰基化反应性能的影响。结果表明:2.0%Au/HZSM-5催化剂上加入少量Na离子后,催化剂的酸性变化较大,Na负载质量分数为0.4%时大幅度减弱了强酸中心,并产生了一定量的中强酸;对不同Au/HZSM-5催化剂的性能进行对比,当Au离子负载质量分数为2.0%时,2.0%Au/HZSM-5催化剂上CO转化率为81.01%,甲酸甲酯+乙酸甲酯的选择性之和为62.12%;而0.4%Na-2.0%Au/HZSM-5催化剂上CO转化率最高,为88.51%,甲酸甲酯+乙酸甲酯的选择性之和为68.56%。Na离子改性后中强酸中心的增加和强酸中心的减弱可提高Au/HZSM-5催化合成气羰基化反应中CO转化率和目的产物的选择性。

不同金属改性HZSM-5催化剂的甲醇羰基化反应性能

以具有酸性特性的HZSM-5分子筛为载体,结合金属本身具有的羰基化活性,可以更好的提高羰基化反应效率。采用负压沉积沉淀法对HZSM-5催化剂进行Pt、Pd、Cu、Au、Zn改性,制备不同酸度的催化剂。利用X射线衍射、NH3程序升温脱附、吡啶吸附FTIR、N;吸附-脱附和X射线荧光分析研究了不同金属对催化剂物理化学性质及不同负载型HZSM-5催化剂对甲醇羰基化产物的分布和产率的影响。结果表明,不同金属的引入对HZSM-5催化剂的比表面积、孔径和孔体积影响较小,但明显地改变了催化剂表面的酸强度。Pt、Au、Zn和Cu改性后的催化剂更有利于甲醇羰基化反应的进行,其中Cu/HZSM-5催化剂在400℃的甲醇转化率高达90.2%,比HZSM-5催化剂的甲醇转化率高12%,但目标产物的选择性比Pt/HZSM-5及Au/HZSM-5的低。总的来看,金属的引入改变了催化剂表面Br?nsted酸(B酸)和Lewis酸(L酸)中心的数量,甲醇的转化率随总酸量的增加而增加,催化剂表面B酸与L酸的比例在0.3~0.5时,催化剂表现出更好的羰基化作用。

提高本科生毕业论文质量的思考

大学四年中对于本科生而言,毕业论文环节很重要。它是检验本科生水平的重要依据之一。以新疆大学"化学工程与技术"专业为例,本文对影响该专业本科生毕业论文质量的因素进行了分析,并指出了该专业本科生毕业论文在选题、开题、查阅文献资料、本科毕业论文的重要性认识、学生态度、教师指导、本科毕业论文试验研究、时间安排、实验条件和毕业论文审核等方面进行了研究和探讨。为今后加强本校本科生毕业论文质量的提升、健全本科生毕业论文各个环节、建立毕业论文质量过程监控体系、完善毕业论文质量监控的技术手段等方面给出了自己的看法。

不同晶粒ZSM-5沸石分子筛对合成气羰基化反应性能的影响

对沸石分子筛而言,分子筛的孔道、孔径、孔容和微孔等物理性质和酸性影响它的活性.通过调节和控制以上物理性质能够提高产物选择性和收率,降低副产物,从而促进反应性能提高活性.我们考察了ZSM-5分子筛的晶粒度和硅铝比对合成气羰基化反应性能的影响.结果表明,晶粒度小及具有一定比例的中强酸中心的ZSM-5沸石分子筛对反应有利,但晶粒度比较大即1和3μm的ZSM-5沸石分子筛目标产物选择性比较低.纳米级的ZSM-5沸石分子筛催化剂在反应中表现出较高的活性及较低的副产物选择性,是适宜的合成气羰基化反应催化剂载体.温度考察结果可知,反应温度为300℃时,效果为最佳.其中,30~50 nm的ZSM-5沸石分子筛催化剂CO转化率为55%,乙酸甲酯和甲酸甲酯选择性之和为52%,而晶粒度3μm时,CO转化率仅为25%,乙酸甲酯和甲酸甲酯选择性之和为20%,是30~50 nm沸石分子筛的一半.当反应继续升温时,副产物的选择性也随之增加,是因为所生成的中间产物和甲醇等继续进行各种反应生成二甲醚、芳烃、烷烃以及裂解生成CO2等干气.

Zn/HZSM-5催化剂上正/异丁烷芳构化反应性能研究

采用脉冲微反装置评价了纯正丁烷(原料I)、含有少量异丁烷的混合丁烷(原料Ⅱ)和富含异丁烷的混合丁烷(原料Ⅲ)在锌改性的纳米HZSM-5催化剂上的反应性能.通过红外吸附正丁烷羟基谱图,研究了Zn/HZSM-5催化剂的活性中心.结果表明,反应温度为550℃时,两种混合丁烷在催化剂上的转化率和芳构化选择性都远高于纯正丁烷.即异丁烷比例越高,反应效果越好,说明二者共存时,异丁烷在竞争反应中抑制了正丁烷的转化.另外,芳烃选择性均随Zn负载量的增加而增加.这是因为异丁烷在酸中心作用下脱氢生成叔碳正离子的能力高.而正丁烷的活化方式可能同时存在脱氢活化和脱甲基活化.因此,以工业碳四饱和烃为芳构化原料时,正丁烷和异丁烷可不必分离,直接以混合原料进行芳构化反应.