外场能量辅助液相晶化法制备SAPO-34分子筛的研究

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SAPO-34分子筛是最适合于MTO工艺的催化剂之一,其具有非常高的甲醇转化率和优良的乙烯、丙烯选择性。液相晶化法是我们实验室自主开发的一种新的SAPO-34分子筛的制备方法,解决了传统水热合成法易粘壁的问题,但其具有物料混合阶段搅拌时间过长和晶化阶段晶化时间过长等缺点。因此,本论文分别在制备SAPO-34分子筛的物料混合阶段和晶化阶段引入超声场和微波场,试图减少混合时间和晶化时间,为其工业化应用奠定基础。首先,研究了液相晶化法制备SAPO-34分子筛的物料混合阶段引入超声场的影响,考察了超声场各因素对干粉混合过程的影响,得到其最佳的工艺条件为:超声温度60℃~70℃,超声时间80 min,超声功率280W。其用于MTO催化反应性能优良,甲醇的转化率为96.52%,乙烯和丙烯的选择性为80.60%。然后,研究了微波场的引入对液相晶化法制备SAPO-34分子筛晶化阶段的影响,考察了微波场各因素对晶化过程的影响,其最佳的工艺条件为:微波温度180℃,微波时间120 min,微波功率500 W,微波升温速率80℃以前40 ℃/min,80℃以后10 ℃/min。将其用于MTO催化反应,甲醇的转化率为96.16%,乙烯和丙烯的选择性为79.83%。最佳超声条件和最佳微波条件联用制备SAPO-34分子筛,其用于MTO催化反应,甲醇转化率为96.21%,乙烯和丙烯的选择性为79.92%。最后,研究了微波场条件下制备SAPO-34分子筛催化剂的结晶动力学,并依据阿仑尼乌斯方程计算出SAPO-34分子筛微波晶化晶体的表观成核活化能E。为7.82 kJ·mol-1,表观生长活化能Eg为11.97 kJ·mol-1。
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