多级孔ZSM-5分子筛的合成及其催化裂解性能

在不添加任何有机胺模板剂情况下,以硅溶胶和铝酸钠为原料通过简单的水热活化-晶化法合成多级孔ZSM-5分子筛(Z1),在此合成方法上,分别添加蔗糖、木质素、微晶纤维素作为介孔模板剂,合成了三种多级孔ZSM-5分子筛(SZ、LZ、CEZ)。进一步对纤维素和低密度聚乙烯(LDPE)进行共催化裂解研究,考察裂解反应温度和催化剂酸性、孔径对产物分布的影响。结果表明,在450~600℃下使用Z1对纤维素/LDPE进行共裂解,550℃时得到的BTX(苯、甲苯、二甲苯)产率最高(21.6%)。在优化温度下(550℃),使用不同催化剂进行共裂解实验,使用CEZ-10得到的BTX产率最高(26.1%),并有良好的抗积碳能力。与单独裂解LDPE(17.8%)相比,CEZ-10共裂解得到的BTX产率提升了8.3%。结果表明,共催化裂解纤维素和LDPE有助于BTX的生成。

硅灰基介孔ZSM-5分子筛的合成及催化裂解性能

采用工业废弃物硅灰(SF)为原料,淀粉为模板剂通过水热活化-晶化两步法制备了介孔ZSM-5分子筛[DFZ-y-z,y代表在第几步晶化过程中添加淀粉;z代表淀粉的添加量,是以酸洗硅灰(SF-A)中SiO_(2)质量为基准]。采用XRD、SEM、氮气吸附-脱附及NH_(3)-TPD对催化剂的晶型、形貌、孔道结构及酸性特征进行了表征,评价了催化剂对低密度聚乙烯(LDPE)和木质素(AL)的共裂解性能。结果表明,DFZ-2-10%的相对结晶度为73.4%,总酸量为1.15mmol/g,呈现长轴约为3μm的柱状晶粒形貌,孔径分布为3.5~5.0nm。当以DFZ-2-10%为催化剂(用量0.3g),LDPE与AL质量比为1∶1(固体原料0.3g)时,苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)的选择性达到91.86%,高于商业ZSM-5(CZ,86.31%),也高于单独裂解LDPE与AL时的BTEX选择性。并且,共裂解时获得的BTEX产率(22.94%)明显高于理论BTEX产率(18.18%),说明催化共裂解过程中两种原料之间在促进BTEX生产方面具有协同效应。

赤泥基ZSM-5分子筛的合成及其催化裂解性能

使用工业固废赤泥和水玻璃进行ZSM-5分子筛的制备研究,调查了赤泥碱熔活化、赤泥添加量、模板剂(四丙基溴化铵、葡萄糖)用量等合成因素;并对低密度聚乙烯进行催化裂解研究,考察其催化裂解性能。结果表明,赤泥经过碱熔活化后,硅酸铝被转化为了铝酸钠;将碱熔赤泥、四丙基溴化铵、葡萄糖、水玻璃、去离子水以1.5∶0.8∶3.6∶24∶18的质量比混合、水热晶化后得到了ZSM-5。并在剂料比为5∶3、500℃下进行裂解实验,液体和气体产率分别为13%和84%,其中单环芳烃和低碳烯烃(C_(2-4)^(=))选择性分别为47%和75%,在生产苯、甲苯、二甲苯及乙烯、丙烯等方面展示了较好的应用前景。