碱处理改性ZSM-5分子筛孔结构对VOCs吸附性能的影响

采用氢氧化钠和四丙基氢氧化铵混合碱溶液处理制备一系列改性ZSM-5分子筛,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N_(2)吸附、水接触角测定等手段对改性样品进行了分析表征,采用固定床吸附器对比评价5A、NaY和不同碱改性ZSM-5分子筛吸附剂对正己烷和乙酸乙酯的动态吸附性能。结果表明:氢氧化钠和四丙基氢氧化铵摩尔浓度均为0.2 mol/L的碱改性ZSM-5-G-3样品的比表面积及总孔体积分别为425 m^(2)/g和0.585 cm^(3)/g,比改性前高硅ZSM-5-G-1样品分别提高了17.7%和174.6%,介孔比表面积增加8.6倍,达到317 m^(2)/g,介孔体积增加12.3倍,达到0.531 cm^(3)/g;随着碱溶液浓度的增加,改性分子筛材料水接触角减小;25℃时,正己烷和乙酸乙酯在ZSM-5-G-3吸附剂床层上的穿透吸附量分别为76.99和101.08 mg/g,比改性前ZSM-5-G-1吸附剂床层分别提高了40.3%和17.4%。改性ZSM-5-G-3样品对挥发性有机化合物(VOCs)吸附性能的显著提高主要归因于碱改性提供了更多的吸附位和介孔结构。

钪改性ZSM-5分子筛的制备及其在甲醇制烯烃反应中的催化性能

通过原位合成的方式,成功将Sc原子引入ZSM-5催化剂的骨架中,且制备的Sc改性ZSM-5沸石分子与ZSM-5的拓扑结构(MFI型)相同。通过X线衍射(XRD)谱图及扫描电镜(SEM)可以发现,Sc-ZSM-5的晶体结构未发生明显变化,未发现共生相。根据SEM及N2吸脱附测试可以发现,其小晶粒堆积的形貌结构形成了明显的微介孔复合多级孔结构。通过X线光电子能谱(XPS)、能量色散X谱(EDS)、电感耦合等离子体原子发射谱仪(ICP-AES)等手段对其进行表征,发现Sc原子成功地进入ZSM-5催化剂的骨架中。将离子交换后的H型Sc-ZSM-5分子筛用于甲醇制烯烃(MTO)的反应,并与传统的ZSM-5分子筛反应结果进行比较。Sc-ZSM-5因具有更加开放的孔道结构,表现出略高于传统ZSM-5的催化寿命。此外,Sc改性分子筛中的Sc通过调节ZSM-5的酸度以及Al的空间和骨架分布显著提高了丙烯以及低碳烯烃的选择性。

改性ZSM-5分子筛催化苯与甲醇烷基化反应研究进展

综述了近年来苯与甲醇烷基化反应催化剂ZSM-5分子筛的改性方法,包括金属及其氧化物改性、酸碱改性以及包覆二氧化硅的核壳改性等方法。介绍了不同改性方法对催化剂性能的影响,以及对苯和甲醇烷基化反应的影响。

改性ZSM-5分子筛及其催化苯甲醇烷基化反应

采用酸碱改性对ZSM-5分子筛进行了改性,通过XRD、SEM、N2吸-脱附和NH3-TPD等手段对处理前后的样品进行了表征,并研究改性分子筛催化剂的苯甲醇烷基化催化性能。结果表明:适宜的酸碱改性浓度分别为0.1 mol/L和0.3 mol/L,通过碱改性,可以脱除分子筛部分骨架硅,再由酸液洗涤,可去除催化剂表面的附着物,引入一定量的介孔,比表面积增大,暴露出更多的活性位。与改性前相比,介孔体积由0.10 m3/g提高至0.47 m^(3)/g,比表面积由385 m^(2)/g增至452 m^(2)/g,酸量基本保持不变;在温度460℃,总质量空速2.0 h-1,苯与甲醇摩尔比1:1,压力0.5 MPa(H2)时,最优催化剂可连续运行2 016 h,苯转化率最大为63.31%,甲苯和二甲苯选择性最大为95.71%,对二甲苯选择性为26.89%,苯甲醇烷基化催化性能和稳定性能良好。

CH_(3)COONa改性ZSM-5分子筛及其类芬顿催化性能

目的利用改性ZSM-5分子筛负载Fe高效降解有机胺废水。方法实验采用不同浓度的CH_(3)COONa溶液对ZSM-5分子筛进行改性处理,通过XRD、N_(2)吸附及SEM方法对处理前后的样品进行表征,考查了不同浓度的CH_(3)COONa溶液对ZSM-5分子筛结构特征和物化性能的影响。将处理前后的ZSM-5分子筛负载Fe,进行高浓度有机胺废水的催化降解。结果CH_(3)COONa溶液改性对分子筛晶体形貌影响较小,能够在对分子筛微孔结构破坏程度较小的基础上,形成微孔-介孔多级孔结构。结论当CH_(3)COONa溶液浓度为4 mol/L时,有机胺废水的COD去除率高达93.1%。

钡改性ZSM-5分子筛的VOCs脱除性能及其吸附机理

采用Ba^(2+)对ZSM-5分子筛进行改性,考察Ba^(2+)改性对ZSM-5分子筛吸附挥发性有机化合物(VOCs)性能的影响,并通过原位红外光谱法研究甲苯、正丁醇和乙酸乙酯在Ba^(2+)改性ZSM-5分子筛上的吸附机理。结果表明,Ba^(2+)改性ZSM-5分子筛的晶体结构与形貌完整,其总孔容和堆积介孔孔容增加,微孔孔容下降。相比ZSM-5分子筛,Ba^(2+)改性ZSM-5分子筛对甲苯、正丁醇和乙酸乙酯的动态吸附穿透时间更长、吸附容量更大。针对混合VOCs的脱除,Ba^(2+)改性ZSM-5分子筛经9次再生后,其吸附容量衰减低于4%,可替代在用的ZSM-5分子筛。原位红外谱图表明,Ba^(2+)改性ZSM-5分子筛通过表面Si—OH键与甲苯苯环上的碳相互作用形成氢键来脱除甲苯,通过分子筛骨架中的Ba^(2+)与正丁醇和乙酸乙酯中氧原子的孤电子对相互作用来脱除正丁醇和乙酸乙酯。

改性ZSM-5分子筛作为甲醇合成汽油催化剂的研究

本文报道在 MR-GC80微型反应器上对几种改性 ZSM-5分子筛作为甲醇转化汽油催化刺的评价。结果有:a)磷改性 ZSM-5分子筛催化剂具有气相产物中烯烃含量增多,而油相产物中,芳烃产物含量减少。b)镍改性 ZSM-5分子筛催化剂使气相产物中烯烃含量有所降低,而在油相中碳数较大的组份(包括芳烃)的含量增大。c)锑改性 ZSM-5分子筛催化剂可减少低碳数烃类在油相中的比例。d)稀土金属(镧、鈰、钍)改性的 ZSM—5分子筛催化剂可较明显地抑制了油相产物中芳烃的比例,尤其是钍改性的分子筛催化剂在二甲苯的三异构体中对二甲苯的比例可高达52.4%(GC 面积%)。

磷改性ZSM-5分子筛催化裂解制乙烯性能的研究

对不同硅铝比的ZSM 5进行磷改性 ,改性分子筛经 80 0℃、 4h水热老化后 ,再进行物化表征和微反评价。结果表明 ,磷改性能提高水热处理后ZSM 5 (n(SiO2 ) /n(Al2 O3) <2 0 0 )的酸中心浓度和强度、水热骨架和活性稳定性。ZSM 5分子筛晶型的水热稳定性不仅与磷含量有关 ,也和分子筛的骨架铝含量有关 ,磷改性不能阻止n(SiO2 ) /n(Al2 O3) >10 0的ZSM 5分子筛水热老化时晶型的转变。另外 ,磷改性分子筛的催化活性也与磷含量和分子筛的铝含量有关 ,铝含量高的活性也高 (n(SiO2 ) /n(Al2 O3)为 2 5～ 2 0 0 )。以正辛烷为原料时 ,磷改性的ZSM

改性ZSM-5分子筛催化甲苯、甲醇苯环烷基化反应的研究进展

综述了近三十年来国内外有关在改性 ZSM-5沸石催化剂上，甲苯、甲醇苯环烷基化制备对二甲苯反应的研究状况。经过改性的 ZSM-5型沸石具有合适的孔径和适当强度及数量的表面酸中心，有利于反应活性及选择性的提高。参考文献 145篇。

吸热型碳氢燃料在银、镧改性ZSM-5分子筛上的裂解研究

为提高吸热型碳氢燃料的吸热能效 ,对HZSM 5分子筛进行了La3 + 、Ag+ 离子交换改性 ,考察了吸热型碳氢燃料NNJ 15 0在HZSM 5及改性ZSM 5分子筛催化剂上的裂解情况。结果表明 ,La3 + 、Ag+ 离子交换改性催化剂提高了NNJ 15 0的裂解气中低碳烯烃的选择性 (5 0 0℃ ,81 6 3%) ,并且改性催化剂和未改性催化剂的活性在 35min内均未随进样时间下降 ,转化率也未降低 (5 0 0℃ ,HZSM 5 ,6 4 6 2 %;LaZSM 5 ,6 5 71%;AgZSM 5 ,6 8 75 %)。实验结果表明 ,双金属离子改性可为今后研究的方向。

氢氧化钠改性ZSM-5分子筛的碳四烯烃催化裂解性能

用不同浓度的氢氧化钠溶液对ZSM-5分子筛进行改性,以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氪-程序升温脱附(NH_3-TPD)和N_2吸附方法对改性后的催化剂进行表征,并考察了改性后的ZSM-5分子筛催化剂在碳四烯烃裂解反应中的催化性能。结果表明,氢氧化钠改性没有破坏该分子筛骨架结构,改性后催化剂的酸量、介孔孔径、介孔孔容和比表面积BET都有所增加,从而改善了催化剂的反应性能。氢氧化钠溶液的浓度为0.4 mol/L比较合适,用该浓度的氢氧化钠改性后的ZSM-5分子筛催化剂0.4AT-HZ在550℃和常压下进行碳四烯烃催化裂解反应。具有较高的稳定性,丁烯转化率可达到78%以上,丙烯收率大于38%,丙烷收率为7%。

碱改性ZSM-5分子筛及其甲醇芳构化性能

利用乙酸钠和柠檬酸钠对ZSM-5分子筛进行脱硅改性处理,并通过XRD、SEM、NH_(3)-TPD、^(27)Al MAS NMR、吡啶吸附红外光谱和N2吸附-脱附等表征手段对ZSM-5分子筛结构、酸量、比表面积及孔体积等物化性质进行表征分析。结果表明,碱改性使分子筛的孔径增加且形成合适的微-介孔结构,同时,使L酸量和B酸量明显降低。当乙酸钠溶液浓度为0.5 mol/L时,改性的分子筛在形成大量介孔结构的同时具有合适的B/L值,使催化剂的寿命延长并展现出最优的催化性能。与微孔ZSM-5相比,使用寿命由20 h延长到74 h,芳烃最高产率从20.97%提高到40.05%。

磷铝复合改性ZSM-5分子筛及其催化性能

ZSM-5分子筛是一种重要的高硅铝比择形催化剂,具有较强的酸性和较好的热、水热稳定性,通过对该分子筛进行磷与铝的复合改性,对其酸性质和孔结构进行了调变。研究结果表明,当磷铝负载量(质量分数)大于10%时,磷铝物种以片状形式沉积在ZSM-5分子筛表面,不仅提高了分子筛的酸量,还形成了孔径在10 nm左右的介孔。这种高酸性的多级孔结构使其正辛烷裂化转化率明显提高,丙烯收率增加20%以上;在重油催化裂化评价反应中降低了渣油和焦炭收率,丙烯的收率提高了1%。

不同改性ZSM-5分子筛负载Ni催化剂的正辛烷芳构化和异构化催化性能

以不同改性的ZSM-5分子筛和无定型SiO_2为载体,采用浸渍法制备了一系列Ni/NaZSM-5和Ni/SiO_2催化剂。在催化加氢脱硫反应条件下,考察了正辛烷在Ni/NaZSM-5、Ni/ZSM-5-P、Ni/ZSM-5-P-Fe和Ni/SiO_2催化下的异构化和芳构化反应性能和产物分布。采用BET、XRD、程序升温氨脱附(NH_3-TPD)、程序升温还原(H_2-TPR)以及吡啶吸附-脱附红外光谱法对催化剂进行表征。结果表明,具有较多的中强酸活性中心和BrΦnsted酸中心的Ni/ZSM-5-P-Fe催化剂具有较高的正辛烷异构化和芳构化催化活性,说明BrΦnsted酸中心能促进正辛烷异构化和芳构化反应的进行;在一定强度的酸中心和金属中心协同作用下正辛烷芳构化及异构化反应效率最高。

金属离子改性ZSM-5分子筛催化甲醇制烯烃性能研究

采用等体积浸渍法制备金属离子改性催化剂Cu-ZSM-5、Fe-ZSM-5和Ag-ZSM-5,利用XRD、N2吸附/脱附、NH3-TPD和CO脉冲吸附分析催化剂的孔结构和表面酸性,测定各催化剂催化甲醇制低碳烯烃产物的选择性,并考察浸渍温度和时间对Ag-ZSM-5催化活性的影响。结果表明,ZSM-5分子筛经金属离子Cu(II)、Fe(III)和Ag(I)改性后,催化剂孔径降低,表面强酸消失,烯烃的选择性增大。其中Ag-ZSM-5具有最弱的表面酸强度和较好的金属分散度,MTO催化性能最佳,在浸渍温度和时间分别是40℃和18h,乙烯+丙烯的选择性达88.04%,与ZSM-5相比,提高了26.93%。

改性ZSM-5分子筛吸附分离混合二乙苯

研究了ZSM -5分子筛的离子交换、高温水蒸气处理对分离混合二乙苯的影响 ,确定了较佳的处理条件和吸附性能较好的吸附剂。采用高温水蒸气处理是最好的改性方法 ,水蒸气处理条件 :75 0～ 80 0℃、处理时间 2～ 3h ;色谱分离温度 180～ 2 0 0℃。用11mm× 780mm吸附柱作动态实验 ,对二乙苯的单程收率为 6 0 %,纯度大于 95 %。同时可副产高纯度的间二乙苯。

非金属元素改性ZSM-5分子筛催化甲醇制烯烃性能研究

采用等体积浸渍法制备非金属元素改性催化剂P-ZSM-5、F-ZSM-5、B-ZSM-5,利用XRD、NH_(3-)TPD和N_2吸附/脱附分析催化剂的表面酸性和孔结构,测定各催化剂催化甲醇制低碳烯烃产物的选择性,并考察磷酸浓度对P-ZSM-5催化活性的影响。结果表明,ZSM-5分子筛经磷、氟改性后,催化剂的孔容和比表面积增大,表面强酸消失,烯烃选择性增大;经硼改性后,催化剂比表面积、孔体积显著减小,烯烃选择性降低。其中磷改性催化剂P-ZSM-5具有较大的孔容、比表面积和弱酸量,烯烃选择性最佳,在磷负载质量分数为6%时,乙烯+丙烯的选择性达85.09%,与ZSM-5相比,提高了22.7%。

磷改性ZSM-5分子筛在甲醇制芳烃反应中催化性能的固体核磁研究

甲醇制芳烃反应在化工领域具有重要的现实意义,ZSM-5分子筛是这一反应的优良催化剂,磷改性是提高ZSM-5分子筛催化性能的常见方法。利用固体核磁共振技术对改性催化剂进行1H、27Al和31P表征,结合催化考评结果,推测或论证影响催化活性的因素,对反应条件的优化提出有益的帮助和支持。

甲苯在硅沉积结合水热改性ZSM-5分子筛上的选择性歧化

采用液相沉积法研究了硅改性剂结合水热改性对择形分子筛的表面酸性和孔结构参数的影响。以甲苯的歧化反应为探针,考察了改性剂的种类和改性次数等因素对催化剂选择性和活性的影响。结果表明,硅改性剂能显著改变分子筛的强酸性,可以对择形分子筛的孔结构进行精细调节。分子筛改性后甲苯的转化率有所降低,但对二甲苯的选择性明显提高。

改性ZSM-5分子筛催化剂制备及正己烷催化裂解性能分析

采用挤条法制备成型的ZSM-5/Al2O3与ZSM-5/SiO2催化剂,在连续流动的固定床微型反应器上评价烷烃的催化裂解性能,考察ZSM-5分子筛催化剂的硅铝摩尔比、稀土La的引入、高温水蒸气处理和原料种类对催化剂催化裂解性能的影响。结果表明:提高硅铝摩尔比可降低正己烷转化率,但丙烯/丁烯选择性提高;引入稀土La可降低正己烷的初始转化率,提高催化剂的稳定性、抗积碳能力及水热稳定性;高积碳能力与生成更轻的积碳类型有关。不同烃类的裂解活性为:烯烃>异构烷烃>正构烷烃。该结果为烷烃催化裂解应用提供指导。