对二甲苯（PX）是合成对苯二甲酸（PTA）及其聚酯纤维重要的原料。随着PTA和聚酯行业的快速发展，对二甲苯供不应求。甲苯歧化是增产苯和二甲苯的有效工艺，在甲苯歧化反应中，催化剂积碳是引起催化剂失活的重要因素，因此催化剂积碳的研究及其研究成果的应用已经成为重要课题之一。利用TG技术对甲苯歧化反应过程中催化剂表面产生积碳进行基础性研究。甲苯歧化反应中，随着甲苯分压的增大和反应温度的升高，催化剂积碳量明显增加，甲苯分压增大，初始积碳温度降低，催化剂积碳主要发生在催化剂表面的较强酸中心上。与HM相比，HZSM-5催化剂具有较高的催化活性和使用稳定性。采用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯和亚磷酸二乙酯分别对HZSM-5进行化学气相和液相沉积改性。通过XRD、TPD、IR和SEM等表征手段对催化剂样品进行表征，详细考察改性后催化剂的催化性能和催化剂的抗积碳能力。HZSM-5化学气相沉积覆Ti，Si和P的氧化物后，弱酸中心密度没有改变，强酸中心密度有所下降，其中覆P的HZSM-5酸中心强度明显增强。经过覆Si和P的HZSM-5改性催化剂不仅能提高甲苯歧化催化活性，并且能够大幅度提高催化剂的抗积碳能力。HZSM-5化学气相沉积覆P改性后，甲苯转化率可以从8.9%提高到11.8%，积碳率从4.7%降低到2.4%。HZSM-5经化学液相沉积覆Ti，Si和P的氧化物后，表面弱酸中心密度均发生改变。覆Ti改性后的HZSM-5酸中心强度和密度均下降，催化活性不高；覆P改性后的HZSM-5酸强度增大，催化剂催化活性升高幅度最大，但抗积碳能力提高不大；覆Si后的HZSM-5虽然酸中心密度下降最多，但其酸中心强度不变。所以HZSM-5化学液相覆Si后催化活性高于覆Ti，而抗积碳能力高于覆Ti，却低于覆P。由此可见催化剂的催化活性和抗积碳性能与催化剂酸中心密度相关，但主要取决于催化剂的酸中心强度。HZSM-5化学液相沉积覆P改性后，甲苯转化率可以从8.9%提高到24.9%，积碳率从4.7%降低到4.1%。本文考察了不同γ-Al2O3载体含量对HZSM-5催化剂的甲苯歧化反应的影响。由于活性组分HZSM-5本身比表面积已经很大，载体对HZSM-5的稀释作用始终大于分散作用，所以，催化剂随着载体含量的增加，催化剂比表面积下降，降低了单位重量催化剂的催化效能，即随着载体使用量的增加，甲苯歧化催化活性呈线性下降。载体的存在也不同程度影响了甲苯歧化催化剂的抗积碳能力。综合催化剂的催化活性和抗积碳能力，γ-Al2O3最佳负载量为50%。上述的改性技术可以有效地应用于HAT-097甲苯歧化工业催化剂表面改性中。但由于HAT-097是经过无数次改性优化成熟工业化催化剂，其甲苯歧化催化活性已接近最佳值，所以该催化剂改性后的酸性质变化不大，甲苯歧化催化活性和抗积碳能力提升较小。