载钴沸石的酸性和催化性质 丙烯二聚和芳构化作用

近年来对在ZSM-5沸石上烃类转化的研究表明,ZSM-5沸石具有较好的催化低磷烷烯烃芳构化活性.当引入变价金属阳离子(如Zn,Ga)后,芳烃选择性明显提高.关于引入金属钴离子对低聚和芳构化的影响,迄今尚未见报导.为此,本文着重探讨了用浸渍法制备钴改性ZSM-5沸石的酸性、丙烯二聚和芳构化反应活性及活性中心.

载钴沸石上的丙烯二聚和芳构化作用

采用IR技术,研究一系列不同钴含量的ZSM-5沸石样品,结果表明,钴改性ZSM-5沸石试样,B酸下降,L酸增多,L/B比值随钴含量增加而增加。浸渍载钴沸石样品,除1545cm^(-1),1490cm^(-1),1450cm^(-1)峰外,还出现1616cm^(-1)峰,它表征一类缺电子中心,说明它在合适的微环境条件下,有利于二聚产物环化、脱氢芳构化。

载钴沸石上Co^(3+)的还原作用

本文釆用XRD,XPS,TGA和TPR-XRD技术考察浸渍钴HZSM-5沸石催化剂的还原作用,结果表明:浸渍型载钴沸石经焙烧后,钴主要以Co_3O_40.形态存在于沸石外表面,其粒度为350(?)左右。同时有部分钴离子进入孔内与H^+进行交换,以类似Co(OH)_2形态存在于沸石内表面。500℃还原后,还原度随载钴量增加而增大,其大于57%,粒度在250-270(?)间。还原过程中,出现2个TPR峰,分别相应于过程中的Co^(3+)→Co^(2+)→Co二个阶段,各阶段的特征温度依次为:591-624°K;644-658°K。

载钴沸石的酸性研究

采用IR、XPS、电位滴定等技术考察了浸渍、交换和物理混合三种方法制备的载钴沸石的酸性变化。实验结果表明,HZSM-5沸石载钴后,其B酸减少,L酸增多,其数值大小决定于改性过程中Co^(2+)和沸石孔内H^+相互作用的程度,同时强L酸中心较多,强B酸中心很少;载钴沸石样品除出现1540、1490、1460cm^(-1)峰外,还出现1616cm^(-1)峰;交换载钴样品还原前后酸性发生变化;物理混合样品与HZSM-5沸石相比,酸性没有明显变化,但经550℃焙烧后酸性发生变化,并出现少量类Co(OH)_2物种,同时出现1616cm^(-1)红外谱峰。

超声/沸石载钴活化过硫酸盐降解染料废水研究

以天然沸石为载体,硝酸钴溶液为浸渍液,使用浸渍法制备沸石载钴活化剂,对沸石载钴活化剂催化过硫酸盐降解橙黄II染料废水进行研究。结果表明,当橙黄II染料废水初始浓度为100 mg/L,钴负载量为5%,沸石载钴活化剂加入量为2 g,溶液pH为10,过硫酸盐加入量为2 g时,橙黄II染料废水的降解效果最佳,反应时间为50 min时去除率达到96%。此外,超声波对反应有增强效应,反应时间为10 min时去除率即可达到93%。超声和沸石载钴活化过硫酸盐产生硫酸自由基,高效氧化降解染料废水,为难降解偶氮染料废水处理提供了新技术。

载钻沸石催化性质的研究——预处理对载钴催化剂还原性影响

采用XRD、TGA,ESCA谱图研究预处理条件对浸渍法制备载钴沸石试样还原度,活性的影响,观察到载钴沸石经焙烧比未焙烧还原度减小;低载钴量试样低温焙烧比高温焙烧还原度要大,高载钴量试样高温焙烧比低载钴量还原度相对较大;升温速率为10℃/分,比20℃/分的还原度大1/4左右;还原时间一般大于10小时,还原度可达80%以上;本文对采用Co(No_3)_2溶液浸渍法制备试样还原机理进行了探讨,观察到还原度的大小,除与载钴试样的酸度、交换度、载钴量有关外,还与还原条件(升温速率,氢气的分压,还原时间等因素)有关。用m-x巽构化考察还原度与活性之的关系,其结果表明Ⅰ号载钴试样还原度小,而巽构化活性反而大,可能是由于未被还原的氧化钴和金属钴之间相互作用,致使还原度最小的Ⅰ号试样改变活性的缘故。