Mo/HZSM-5丙烷芳构化催化性能及其吸附量热的研究

采用等量浸渍法制得一系列不同担载量的Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂,运用ＸＲＤ和ＦＴＩＲ方法考察了Ｍｏ物种在催化剂表面的分散状态,首次采用微分吸一热技术对Ｍｏ／ＨｚＳＭ－５催化剂的表面酸性进行表征。同时研究了催化剂对丙烷芳构化的反应活性。结果表明：对于担载Ｍｏ的ＨＺＳＭ－５分子筛催化剂,Ｍｏ物种在ＨＺＳＭ－５分子筛表面上顺序为ＨＺＳＭ－５〉１％Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５〉２％Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５分子筛本身表面的酸     

丙烷在双功能ZSM—5催化剂上的芳构化

研究了在Ｚｎ、Ｐｔ、Ｚｎ－Ｐｔ（金属）改性的ＺＳＭ－５分子筛上进行的丙烷芳构化反应，并考察了预还的和反应温度对催化丙烷芳构化的影响，结果表明，在ＨＺＳＭ－５ ，低温时主要是发生酸性裂解反应，高温则发生氢转化反应生成芳烃，使用Ｚｎ、Ｐｔ、ＺｎＰｔ改性的ＺＳＭ－５催化剂显著提高丙烷转化率和芳烃选择性，这主要是由于丙烷直接脱氢及中间产物脱氢的活性增强所致，氢气的随同学原改善了Ｐｔ－Ｚｎ双金属催化剂的脱氢     

预处理条件对Mo／HZSM—5催化剂上丙烷芳构化的影响

采用浸渍法制备了Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５ 分子筛催化剂,考察了Ｈ２ 、Ｎ２ 、空气预处理对催化剂丙烷芳构化活性的影响。在相同处理条件下,空气气氛更有利于提高催化剂的丙烷芳构化活性。在空气焙烧过程中,氧化钼物种向分子筛内表面分散。在Ｈ２ 还原处理过程中,表面钼物种部分被还原为Ｍｏ４ ＋ 。随还原时间延长,催化剂芳构化活性升高,同时发生少量Ｍｏ 物种向分子筛孔道内迁移     

担载型钼催化剂上的丙烷芳构化

与新鲜Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５（Ｆ）催化剂相比,于９７３Ｋ以甲烷活化后的Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５（Ａ）对丙烷芳构化的活性和芳烃选择性都得到显著提高,芳烃的收率从３．３５％提高到１３．８２％,根据催化剂（Ｆ）用于甲烷芳构化时存在活性诱导期,结合本实验的丙烷芳构化结果及ＸＲＤ结果,提出担载于分子筛表面的ＭｏＯ３经甲烷活化后转化为α－Ｍｏ２Ｃ后才对烷烃芳构化有较高活性。碳化钼是活性相,它的作用不在于活化烷烃,而是为     

甲烷在MoO_3／HZSM－5分子筛催化剂上的非氧催化转化

研究了反应温度、空速、Ｍｏ担载量和焙烧温度对ＭｏＯ３／ＨＺＳＭ－５催化剂上甲烷的芳构化反应的影响．ＨＺＳＭ－５分子筛的Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸性、孔道结构和Ｍｏ在分子筛中的分布是影响催化性能的重要因素．ＨＺＳＭ－５上Ｍｏ担载量为２～３％时活性最佳，在１０１３Ｋ反应温度下甲烷转化率可达９％，芳烃选择性大于９０％．空速影响的实验表明乙烯是反应的初始产物．在此基础上提出了＂甲烷酸助异裂活化＂的新概念、＂金属钼类碳烯中间物＂的新观点和甲烷芳构化的可能机理．     

Fe—Mo／KZSM—5上甲醇氧化为甲醛的研究

采用浸渍法制备了Ｆｅ／Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５和Ｆｅ－Ｍｏ／ＫＺＳＭ－５分子筛催化剂,利用ＮＨ３－ＴＰＤ和Ｏ２－ＴＰＤ对催化剂的表面酸性和吸附Ｏ２物种进行了表征,考察了温度、Ｍｏ／Ｆｅ摩尔比,空气／甲醇摩尔比及ＷＨＳＶ对催化性能的影响。实验结果表明,在Ｆｅ－Ｍｏ／ＫＺＳＭ－５催化剂上,适宜的反应条件下,甲醇转化率接近１００％,甲醛选择性达到９０．６％,同时还进行了９６ｈ的催化剂的稳定性实验。     

FT-IR和程序升温热谱技术研究Mo/HZSM-5催化剂的制备过程

采用ＦＴ－ＲＩ和程序温热谱技术研究了Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂的制备过程。结果表明Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５样品在合适的温度下焙烧一定时间，Ｍｏ物种与ＨＺＳＭ－５分子筛的酸中心起作用，并且一部分Ｍｏ物种会迁移到分子筛道内。     

Fe-Mo/KZSM-5上甲醇氧化为甲醛的研究

采用浸渍法制备了ＦｅＭｏ／ＨＺＳＭ５和ＦｅＭｏ／ＫＺＳＭ５分子筛催化剂,利用ＮＨ３ＴＰＤ和Ｏ２ＴＰＤ对催化剂的表面酸性和吸附Ｏ２物种进行了表征,考察了温度、Ｍｏ／Ｆｅ摩尔比、空气／甲醇摩尔比及ＷＨＳＶ对催化性能的影响．实验结果表明,在ＦｅＭｏ／ＫＺＳＭ５催化剂上,适宜的反应条件下,甲醇转化率接近１００％,甲醛选择性达到９０６％．同时还进行了９６ｈ的催化剂的稳定性实验     

添加Ru的Mo/HZSM-5催化体系上的甲烷无氧脱氢芳构化

研究了在Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂中添加过渡金属阳离子以改变催化剂的反应性能，提高甲烷无氧脱氢芳构化的反应活性和稳定性，在添加第二组分的催化剂中，Ｍｏ－Ｒｕ／ＨＺＳＭ－５具有最佳的反应活性和稳定性，Ｒｕ的加使甲烷的转化率上原来的６％－７％提高以９．８％，采用比表面积及孔分布测定，Ｘ射线衍射，程序升温还原，程序升温氨脱附和差热分析等表征方法研究了Ｍｏ－Ｒｕ／ＨＺＳＭ－５催化剂的物理化学性质，结果表明，     

甲烷在MoO3/HZSM-5分子筛催化剂上的非氧催化转化

研究了反应温度、空速、Ｍｏ担载量和焙温度对ＭｏＯ３／ＨＺＳＭ－５催化剂上甲烷的芳构化反应的影响。ＨＺＳＭ－５分子筛的Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸性、孔道结构和Ｍｏ在分子筛中的分布是影响催化性能的重要因素，ＨＺＳＭ－５上Ｍｏ担载量为２－３％时活性最佳，在１０１３Ｋ反应温度下甲烷转化率可达９％，芳烃选择性大于９０％，空速影响的实验表明乙烯明反应的初始产物，在此基础上提出了“甲烷酸助异裂活化”的新概念、“金属相类     

Ga/HZSM-5分子筛上乙烯二聚反应的理论研究

应用理论计算方法研究了Ga/HZSM-5及Al/HZSM-5 分子筛上乙烯二聚生成1-丁烯的反应历程, 比较了分子筛酸性对反应能量的影响. 计算采用分为两层的76T簇模型, 应用量子力学和分子力学联合的 ONIOM2 (B3LYP/6-31G(d, p):UFF) 方法. 乙烯二聚过程可按照分步机理和协同机理进行, 均得到表面丁基烷氧中间产物. 计算结果表明, 与在Al/HZSM-5分子筛上的反应过程相比, 乙烯在 Ga/HZSM-5分子筛上的吸附能低 20.62 kJ·mol^-1, 但质子化反应的活化能只高出1.26 kJ·mol^-1; 而乙基烷氧中间体与乙烯分子结合过程的活化能高出 62.55 kJ·mol^-1, 原因是Ga 原子半径大, 降低了六元环过渡态的稳定性. 若按协同机理, 质子转移和C―C键聚合同时进行, 在 Ga/HZSM-5分子筛上的活化能较Al/HZSM-5的高16.44 kJ·mol^-1. 因此乙烯二聚按照协同机理有利. 研究还表明, 表面丁基烷氧中间体脱质子, 生成1-丁烯并吸附在复原的分子筛酸性位上. 该反应在两种酸中心上的活化能几乎相同, 但明显高于其他各步的活化能, 因此成为整个反应的速度控制步骤.     

甲烷无氧芳构化制芳烃双功能催化剂的研究

以 Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５作为甲烷无氧芳构化的金属一酸双功能催化剂,研究了 ＨＺＳＭ－５ 分子筛表面的硅酯修饰对Ｍｏ物种的分散状态、配位结构及催化剂的催化性能的影响, 并通过水汽处理调变分子筛的酸性,考察了催化剂的积炭行为同酸强度分布的关系． 并发现分子筛表面的中性端式硅羟基或酸性桥式铝羟基与Ｍｏ物种结合对Ｍｏ物种的分 散状态和配位结构有不同影响．ＸＰＳ和Ｈ_２－ＴＰＤ结果表明,浸渍Ｍｏ组分之前对分子筛 表面进行硅酯修饰以覆盖其外表面的部分铝羟基可以显著提高Ｍｏ物种的分散度,说明 硅羟基对Ｍｏ物种的分散有利,而与铝羟基结合则不利于Ｍｏ物种的分散．ＥＳＲ结果表 明,催化剂表面大部分Ｍｏ物种与分子筛的铝物种之间无直接相互作用,这部分Ｍｏ物 种以六配位为主,容易被还原为碳化钼活性相;与分子筛的铝物种之间存在强相互作 用的那部分 Ｍｏ物种则以四配位和五配位为主,不易被还原为碳化钼活性相,对反应不 利,硅酯修饰使六配位的Ｍｏ物种增多,减少了四配位Ｍｏ物种的生成,使催化剂的活 性有所提高,但对积炭行为影响很小．反应过程中积炭主要在分子筛的酸中心上生成． ＮＨ３－ＴＰＤ与 ＴＰＯ结果表明,在ＭＯ／ＨＺＳＭ－５的酸中心上主要生成两类不同Ｈ／Ｃ比     

Influence of Pretreatment Conditions on Methane Aromatization Performance of Mo／HZSM—5 and Mo—Cu／HZSM—5 Catalysts

Mo/HZSM-5 is a good catalyst for methane aromatization, and the reaction performance of Mo/HZSM-5 and Cu modified Mo/HZSM-5 catalysts under various pretreatment conditions has been studied. The results indicate that the catalyst presented a distinguished catalytic activity, benzene selectivity and a high stability when the bed temperature was raised in N2 atmosphere.     

Pt/HZSM-5催化剂上甲基环戊烷的临氢转化 Ⅰ.反应条件对扩环反应的影响

在连续流固定床反应装置上,考察了反应温度、压力及氢烃摩尔比等条件对甲基环戊烷(MCP)临氢转化反应活性及扩环反应选择性的影响;结合反应评价结果和热力学分析,探讨了Pt/HZSM-5催化作用下MCP的扩环反应规律.MCP临氢转化发生三类反应:扩环(RE)、开环(RO)和裂解(CR),其中扩环反应生成环己烷(CH)和苯(Bz).结果表明,随温度的升高或氢烃比的降低,MCP的转化率增大,而提高反应压力不利于MCP的转化.扩环反应选择性呈现复杂的变化规律,随温度的升高,扩环反应选择性先增加而后逐渐降低,即存在极大值.氢烃比的影响与温度密切相关,在低温区时扩环反应的选择性随氢烃比的降低而降低,而在高温区时的影响很小.提高反应压力,对扩环反应不利.扩环产物Bz和CH的分布为MCP扩环反应的反应历程提供了信息,临氢反应的Bz/CH实验值大于理论平衡值的结果表明,与CH相同,Bz也是MCP临氢转化的一次产物.在此基础上提出了修正的MCP扩环反应历程,MCP在双功能催化剂作用下形成的中间体吸附物种,通过两条平行反应路径分别生成CH和Bz,即异构化反应和异构脱氢反应是平行反应.同时,在本催化反应体系下,Bz还可以由CH脱氢而来.     

Methane Aromatization Under O2-Free Conditions on Zinc Modified Mo/HZSM-5 Catalyst

The influence of Zn content, reaction temperature and pretreatment conditions on a Zn-modified Mo/HZSM-5 catalyst for methane aromatization were studied. It was found that the addition of Zn promoted the reaction. Methane conversion of 10.9% and aromatics selectivity of 96.7% were obtained with a Zn/Mo molar ratio of 0.03 and N₂ pretreatment at 973 K. The results of isopropanol decomposition, NH₃-TPD and TG-DTA suggest that the addition of Zn decrease the acidity of the catalyst, which may be the reason for the high activity on the Mo-Zn/HZSM-5 catalyst. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

Ga2O3/HZSM-5催化剂上丙烷脱氢反应

以直接水热合成和低硅沸石高温水蒸气脱铝两种方法制备了不同Si/Al摩尔比的HZSM-5载体, 考察了Ga₂O₃/HZSM-5催化剂上丙烷脱氢制丙烯的反应性能. 结合XRD, N₂气吸附, ²⁷Al MAS NMR和NH₃-TPD等表征方法, 讨论了催化剂酸性质和孔性质与性能的关系. 实验结果表明, 减少催化剂表面的中强酸量可以显著提高反应的稳定性和丙烯的选择性; 水蒸气脱铝所增加的介孔有同样的效果, 这可能是由于介孔的存在有利于丙烯的脱附和扩散而抑制了寡聚、环化等副反应的发生, 减少了表面积炭的可能性.     

Ni2P/HZSM5上噻吩加氢脱硫性能研究

采用程序升温还原方法制备了Ni2P/HZSM5催化剂。用X射线衍射 (XRD)、低温N2吸附（BET）、扫描电镜(SEM)等技术对催化剂样品的物相、比表面积、形貌等性质进行了表征。在连续微反系统中测定了Ni2P/HZSM5催化剂对噻吩加氢脱硫催化活性；研究了Ni2P负载量、前驱体中Ni/P摩尔比对催化剂的物相及性能的影响，考察了空速、反应温度、反应压力等操作条件对催化剂上噻吩加氢脱硫性能的影响。实验结果表明，Ni2P/HZSM5催化剂对噻吩加氢脱硫反应具有较高的活性和稳定性。随着Ni2P负载量、前驱体中Ni/P摩尔比的增加，催化剂的活性和稳定性先升高后降低。反应温度和体积空速对Ni2P/HZSM5催化剂的噻吩加氢脱硫性能有较明显的影响，反应压力和进料氢油比的影响相对较小。     

焙烧温度对镧改性HZSM-5表面性质及乙醇脱水制乙烯反应性能的影响

采用浸渍法将稀土金属La负载在HZSM-5分子筛上,考察了在450~600℃范围内焙烧温度对La改性HZSM-5(La/HZSM-5)表面性质及催化乙醇脱水制乙烯性能的影响。X射线衍射和N2吸附-脱附分析分别表明焙烧温度对La/HZSM-5的晶体结构和孔结构影响不大,而NH3程序升温脱附测试则表明随着焙烧温度的升高La/HZSM-5的表面酸量和酸强度均有明显下降的趋势,相应的催化性能测试表明催化剂的活性和寿命也随之下降,这可归结于不同焙烧温度下La物种形态差异的结果。以450℃下焙烧制备的3%La/HZSM-5为优选催化剂,在最佳的反应条件下,其单程使用寿命可达108天。     

化学气相沉积三甲基氯硅烷制备两亲性HZSM-5沸石

以三甲基氯硅烷((CH3)3SiC1)为改性剂,采用化学气相沉积法对HZSM-5沸石外表面进行修饰,再通过控制后处理抽空温度,制得两亲性沸石样品.在沉积过程中,改性剂与沸石外表面末端硅羟基作用形成亲油性基团,使得样品主要呈现出亲油性;经423～523K抽空处理后,沉积的(CH3)3Si基团发生Si-C键断裂而脱附出1～2个甲基,样品表现出两亲性能.该改性过程对HZSM-5沸石的孔道大小和内表面性质影响很小.在乙酸异戊酯相界面催化水解反应中,该两亲性沸石分布于水/油两相界面,表现出明显高于亲水性母体HZSM-5沸石的催化活性.     

不同硅铝比两亲性HZSM-5沸石的制备和表征

 采用三甲基氯硅烷并通过控制水的添加量对硅铝比分别为25, 42和101的HZSM-5沸石进行外表面修饰,制得三种两亲性沸石样品. 水的添加量对沸石催化剂的两亲性有显著影响. 红外光谱和低温氮吸附等测试结果表明,两亲性沸石样品具有与各自母体沸石相似的酸性及略小的比表面积. 在环己烯水合及乙酸异戊酯水解的相界面反应中,两亲性沸石分布于水-油两相界面,并表现出明显高于各自母体沸石的催化活性. 硅铝比为42的两亲性HZSM-5样品表现出最佳的相界面催化性能. 相对于环己烯水合反应,两亲性HZSM-5沸石更适用于乙酸异戊酯水解的相界面催化反应.