改性HZSM-5分子筛催化乙醇芳构化

来源 :广西大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:alexzc1984
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
轻质芳烃苯(Benzene),甲苯(Toluene),二甲苯(Xylene)是重要的芳烃化合物,简称为BTX,其生产规模及产量仅次于乙烯和丙烯。BTX是基本有机化工原料,用途非常广泛,可用来生产合成橡胶,合成纤维和合成树脂等多种化工产品,也可用来生产多种精细化学产品,还可作为高辛烷值汽油的调和成分,约占汽油组成的21%。最初,芳烃的的生产以煤焦化得到的焦油为原料,随后,石油化学工业及炼油工业开始发展,芳烃的生产开始转化为依靠催化重整油和裂解汽油为主要生产原料。但是,煤和石油都是不可再生资源,煤和石油储量已经开始走向枯竭,其价格在不断上扬,同时煤和石油在使用过程中会产生大量的SOx和NOx等气体会严重污染环境。在这样的情况下,寻求新的芳烃生产路线不仅能缓解人们对煤和石油的过分依赖,保护地球上的这些珍贵资源,同时新的生产路线可加大轻质芳烃的产量,使其价格降低,满足人们的需求。   乙醇是一种清洁的、可再生的生物质能源。采用合适的催化剂,以乙醇为原料,经过脱水,齐聚,氢转移、环化和异构化等复杂的反应过程使乙醇转化为轻质芳烃,不仅可以减少对煤和石油等资源的使用,而且可以保护环境,符合可持续发展的要求,将会产生深远的影响。   本文以P-HZSM-5分子筛为基础,通过浸渍法制备了Cr,Co,Cu,Zn等金属改性的M-P/HZSM-5分子筛。采用X射线衍射,氮气物理吸附和氨气程序升温等对其进行了表征,并考察了其催化乙醇芳构化活性。结果表明,改性后HZSM-5分子筛保持原有的骨架结构,但比表面积降低,酸性分布发生变化;Cu-P/HZSM-5分子筛有较高催化活性。P和Cu的负载量分别为3%和5%,先浸渍P再浸渍Cu,反应温度400℃,质量空速1.0h-1的条件下轻质芳烃收率可达到57.6%。   通过上述研究,发现催化剂的酸性是影响乙醇芳构化的重要因素,在此基础上,将Cu、Ce负载到HZSM-5分子筛中,同样采用X射线衍射,氮气物理吸附和氨气程序升温脱附等对其进行了表征,并考察了其催化乙醇芳构化性能。结果表明:Ce和Cu的负载降低了HZSM-5分子筛的比表面积,但分子筛保持原有的骨架结构,且强酸量减少,中强酸量和弱酸量增多;先浸渍Ce再浸渍Cu,Ce和Cu的负载量分别为1.2%和5%的HZSM-5分子筛有最佳的乙醇芳构化性能,在350℃,质量空速1.0h-1的条件下,芳烃收率可达到67.6%。   最后对改性HZSM-5分子筛催化乙醇芳构化的机理进行了初步的探讨。
其他文献
贵金属微-纳米结构的可控生长一直是纳米科学领域研究的重点。其中,利用载体(或基底)表面的功能基团诱导控制贵金属微-纳米结构的形貌及尺寸是实现其可控生长的主要方法之一。在
利用太阳能解决当今社会与经济发展面临的环境污染问题是二十一世纪人类面临和亟待解决的重大课题之一。层状化合物由于其结构的特殊性,可用于制备无机-无机柱撑复合材料。本
表面增强拉曼散射(SERS)光谱作为一种高灵敏的分析工具,广泛应用在表面吸附、生物医学检测、环境科学监测、化学和生物传感器、痕量检测与分析等领域。贵金属(如金和银)纳米材料由于其独特的物理和化学性质,使得它们在SERS领域受到巨大关注。金/银纳米材料的组成、结构和尺寸等因素直接影响其SERS性能。因此为了提高检测的灵敏度,需要发展合成新的高拉曼活性的基底材料的新方法。本论文通过一步湿化学法成功制备