沸石分子筛催化剂上萘的择形异丙基化反应性能

 研究了HY,Hβ,HM和HZSM－5沸石分子筛对萘择形异丙基化反应的催化性能．结果发现,这些沸石分子筛的活性顺序为HY＞Hβ＞HM＞HZSM－5,对2,6－二异丙基萘的选择性顺序为HM＞Hβ＞HY．除沸石分子筛的酸量与酸分布外,其孔道结构与大小是影响萘异丙基化反应的主要因素．脱铝能选择性地降低沸石外表面的酸性,且对沸石的催化性能有较大影响．常压水蒸气脱铝结合强酸再处理有利于催化剂催化性能的提高．提高反应温度有利于萘的转化,但温度过高会引发许多副反应,适宜的反应温度约为523K．反应时间对产物分布的影响不明显．异丙醇／萘摩尔比应小于2．     

萘与不同烷基化试剂在一些沸石上的烷基化反应

萘与不同烷基化试剂在沸石上的烷基化反应栗同林刘希尧朴玉玲蔡春飞（北京燕山石化公司研究院，北京１０２５４９）王祥生（大连理工大学化工学院，大连１１６０１２）关键词萘，甲醇，乙醇，异丙醇，叔丁醇，烷基化，沸石催化剂分类号Ｏ６４３单环芳烃的选择性烷基化尤其...     

AlMCM-48介孔分子筛对萘异丙基化反应的活性

2－烷基萘和2,6－二烷基萘是很有价值的化学品,2－烷基萘可用于染料,药物,香料等精细化学品的生产,2,6－二烷基萘是生产新型聚合材料的重要原料,以煤焦油中萘 原料经傅－克反应可获得烷基萘,工业上传统的液相反应用H2SO4,H4PO4,AlCl3等作催化剂[1],由于存在腐蚀性强,产物分离难,污染重等弊病,人们极力探求性能优良,环境友好的新型催化剂,各种沸石分子筛如ZSM－5,HY,HM,β－沸石等对萘 烷基化反应的催化性能都有探讨^[2-6],据报道,用H－ZSM－5催化萘的甲基反应显示较高的选择性^[2],n(2-甲基萘）／n(1-甲基萘）达到8;（2,6－二甲基萘＋2,7－二甲基萘）在二取代产物中达到80．8％,但萘的转化率较低,约10％,由于H－ZSM－5的孔径较小,它对萘的异丙基化反应几乎无活性[6],HY,Hβ对萘的异丙基化反应活性较高,但选择性差,n(2,6-二甲基萘／2,7－二甲基萘）＝1,HM对萘的异丙基化反应选择性较高,而萘的转化率不高,约30％^[3-6],掺要Ce的丝光沸石选择性和活性都有所提高[7],本文研究了用后处理方法固载铝的AlMCM-48介孔分子筛对萘的异丙基化反应的催化作用,考察了Si/Al对反应的影响。β     

骨架和非骨架含硼的ZSM-5沸石催化剂的催化性能

沸石的改性是提高沸石择形催化性能的重要手段.因此,沸石的改性及改质剂作用机理的研究,受到人们的关注.本文采用浸渍法制得了非骨架含硼的催化剂,在沸石合成中引入硼得到了骨架含硼的催化剂,用高温硼酸水溶液处理制得了脱铝沸石中含硼的催化剂.用XRD,IR,TPD等对它们进行了表征.研究了硼在沸石中所处的状况及其对择形催化反应性能的影响.采用的探针反应为甲苯/乙醇烷基化反应.对于骨架含硼     

P改性β沸石的制备及其催化C9芳烃与丙烯的烷基化反应性能研究

利用浸渍法对β沸石进行磷改性,制备了不同磷负载量的改性β沸石催化剂。采用XRD、SEM、EDX、MAS NMR、Py-FTIR、N₂吸附-脱附和NH₃-TPD手段对催化剂样品进行了表征,并且研究了改性β沸石在催化C₉芳烃与丙烯烷基化反应中的性能。结果表明,β沸石经磷改性后,其形貌和晶体结构没有发生明显变化。然而,随着磷添加量的增加,β沸石的比表面积和表面硅铝质量比逐渐减小;磷与β沸石相互作用,改变了催化剂酸强度分布。β沸石上磷的负载量显著影响C₉芳烃烷基化反应结果。与未改性的β沸石相比,β-0.5P催化剂烷基化反应活性明显提高,烷基化反应产物中C₁₂₊重芳烃的比例达到17%,m_1,3,5-TMB/m_C9值增加了5.3%,连续反应10 h,活性稳定;然而,当磷负载量过高,催化剂烷基化活性降低,异构化和歧化反应性能增强。     

有机酸改性Hβ沸石催化剂上2-(4''''-乙基苯甲酰基)苯甲酸脱水闭环合成2-乙基蒽醌

采用柠檬酸等有机酸对Hβ沸石样品进行改性,研究了改性后Hβ沸石样品在2-(4′-乙基苯甲酰基)苯甲酸(BEA)脱水闭环合成 2-乙基蒽醌(2-EAQ)反应中的催化性能. 采用X射线衍射、 X射线荧光光谱、红外光谱、核磁共振和程序升温脱附方法对催化剂进行了表征. 结果表明,有机酸改性没有破坏Hβ沸石样品的骨架结构,但其有序度和结晶度均有不同程度的降低,而且酸量明显减少;其中草酸改性后的催化剂脱铝严重. 柠檬酸、酒石酸、苹果酸和丙二酸改性后的Hβ沸石样品在合成2-EAQ的反应中有较好的反应性能,以其为催化剂, BEA的转化率和2-EAQ的选择性均在95.0%以上.     

介孔分子筛KIT-1表面磷酸改性及其催化性能

采用后合成法将磷酸固载在纯硅介孔分子筛KIT-1表面上,制备出了表面含磷酸的样品P-KIT-1.利用X射线粉末衍射(XRD),红外光谱(IR)、低温N2吸附-脱附等手段对样品结构进行了表征,用化学滴定法测定了样品的表面酸性,以对苯二酚与叔丁醇的烷基化反应为探针反应对催化剂的性能进行了评价.实验结果表明,样品P-KIT-1保持了基体分子筛KIT-1的介孔结构,由于磷酸占据了分子筛的内外表面,占据了孔道内部空间,使其比表面积、孔容和孔径都减小,但减少不大.随着磷酸负载量的增加,样品的酸量和催化活性也随之增加,当磷酸负载量为7%时催化活性为最好,且明显高于微孔 ZSM-5和β沸石,说明该催化剂样品在烷基化反应中的活性除了与样品的酸量有关外还与孔径的大小有关,是大分子反应有用的固体酸催化剂.     

水蒸气处理改性的SAPO-11分子筛催化合成2,6-二甲基萘的研究

采用水蒸气对SAPO-11分子筛进行改性.通过XRD、SEM、NH3-TPD以及N2吸脱附等表征手段对改性前后SAPO-11分子筛的结构、酸性进行表征,并研究了改性后分子筛催化合成2,6-二甲基萘反应性能的影响规律.结果表明,水蒸气处理使SAPO-11分子筛发生骨架脱铝,酸中心数量减少,比表面积和孔体积有所下降,从而使2,6-二甲基萘的选择性、2,6-二甲基萘与2,7-二甲基萘的比值及催化稳定性提高.     

AlCl3/Al-MCM-41 催化剂上萘与丙烯的烷基化反应

 采用两步气相法制备了 AlCl3/Al-MCM-41 催化剂, 在浆态鼓泡床反应器中考察了其催化萘和丙烯烷基化反应性能, 并通过粉末 X 射线衍射、N2 吸附-脱附、吸附吡啶红外光谱及化学分析等方法, 表征了载体的物化性质及催化剂表面酸性. 结果表明, 在萘与丙烯的烷基化反应中, 具有与 2,6-二异丙基萘 (2,6-DIPN) 分子动力学尺寸相匹配的孔道和适当的[-O-AlCl2]担载量是提高 AlCl3/Al-MCM-41 催化剂活性和选择性的关键, 其中以较大孔径的 AlCl3/H/Al-MCM-41 催化剂活性最高, 在 0.1 MPa, 85 oC 反应 5 h 时, 萘转化率达 82.1%, 2,6-DIPN 在 DIPN 中的摩尔含量达 32.2%.     

沸石分子筛催化剂的表面化学修饰及其萘烷基化反应性能

采用液相沉积法, 用铜的无机与有机酸盐对β, Y,丝光沸石进行表面修饰, 以萘的异丙基化反应评价HY,Hb,HM,HMCM-22以及改性沸石的催化反应性能. 用¹²⁹Xe NMR研究铜在沸石表面的分散状态, 并与改性沸石的催化性能相关联, 探讨影响催化剂活性与选择性的原因. 催化剂的反应性评价结果表明, 催化剂的反应活性顺序为HY > Hb > HMCM-22 > HM. Cu改性使HY和Hβ的催化性能明显改善,CuHβ系列的萘转化率最高达60%,β,β'-选择性达70%,CuHY系列则分别为97%和69%. 己酸铜和辛酸铜对β,Y沸石具有良好的表面与孔口修饰作用. ¹²⁹Xe NMR研究结果证明CuHβ沸石中的两种孔道对Xe来说是畅通的,处于不同吸附位的Xe之间存在快速化学交换,微孔中存在Cu²⁺的强吸附位点,Cu²⁺离子也是反应的活性位点,且Cu²⁺和Cu⁺共存于孔道中,与通过量子化学计算的结论相吻合.     

HY Zeolite Modified by Liquid Silane Deposition and Its Catalytic Activity in Selective tert-Butylation of Naphthalene

HY zeolites were modified by chemical liquid deposition with i-C₄H₉Si(OC₂H₅)₃, followed by hydrothermal treatment. The samples were characterized by X-ray diffraction, N₂ adsorption and pulse mass analysis to investigate the influence on framework structure, specific surface area, pore diameter and adsorption behaviors. The catalytic performances of HY zeolite and the modified samples in the alkylation of naphthalene with tert-butyl alcohol were also evaluated. The results showed the modification of HY zeolite did not change framework structure but increased specific surface area, decreased average pore diameter, and reduced the size of pore opening. Catalytic activity of the modified HY zeolite catalyst for tert-butylation of naphthalene was decreased compared with that of HY zeolite catalyst while shape-selectivity of 2,6-di-tert-butylnaphthalene (2,6-DTBN) was increased obviously, the highest 2,6-DTBN/2,7-DTBN ratio of 6.62 obtained.     

Catalytic Synthesis of Hexyl-naphthalene over H-type Zeolites

H-type zeolites（ HY, Hβ, and HM） were synthesized and characterized by XRD, NH3-TPD, and Py-IR. Selectively catalytic alkylation of naphthalene with n-hexanol to hexyl-naphthalene over the zeolites was carried out. The experimental results show that the catalytic activities of the zeolites are mainly determined by their acid properties and pore structures. The larger the pore diameter is, the higher the catalytic activity is. NH3-TPD profiles show that Hβ and HM have lower acid strengths than HY. HY has both the highest activity and highest selectivity for the hexylnaphthalene. Higher reaction temperatures and longer reaction time are beneficial to the production of β-hexyl-naphthalene over the HY zeolite.     

Cu改性SAPO-11分子筛催化萘和甲醇甲基化反应的研究

分别采用水热合成法和浸渍法对SAPO-11分子筛进行Cu改性.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、NH_3-程序升温脱附(NH_3-TPD)、H_2-程序升温还原(H_2-TPR)、~(29)Si固体核磁共振(~(29)SiMAS NMR)以及N_2吸附-脱附(N_2adsorption-desorption)等表征手段对改性前后SAPO-11分子筛的结构、酸性进行表征,并研究了改性后分子筛催化合成2,6-二甲基萘反应性能的影响规律.结果表明,经水热合成法进行Cu改性的SAPO-11分子筛结晶度升高,酸中心数量增加,比表面积和孔体积上升,从而使萘的转化率、2,6-二甲基萘的选择性、2,6-二甲基萘与2,7-二甲基萘的比值及2,6-二甲基萘的收率提高.     

ZSM-5沸石催化剂外表面的化学修饰

通过离子改性、水热处理、表面毒化及预积炭等方法均可提高ZSM-5沸石的择形催化性能.上述方法在改变沸石孔道结构时也明显地改变了沸石的表面酸性质.近年来,采用化学修饰的方法对沸石表面和孔口进行调变的研究已有一些报导.杨儒等用硅烷或SiCl_4等进行气相硅烷化,除缩小孔口尺寸外,还产生了骨架脱铝补硅作用,导致表面酸性质发生变化.王清遐等用正硅酸乙醇浸渍(ZSM-5沸石,随着硅的载入量增加,催化剂酸量和反应活性均降低,而对位选择性增加.Murakami用正硅酸甲     

改性Y沸石的孔结构与催化性能

测定了不同方法改性的Y沸石样品的N_2吸附和脱附等温线, 并计算了样品的微孔、大孔和二次孔的孔容和表面积, 以及样品的二次孔分布, 证实改性方法对样品的孔结构有显著的影响。同时, 还考察了不同尺码探针分子在改性Y沸石样品上的酸催化反应活性, 将所得数据与样品的酸量、酸强度和二次孔容相关联, 取得了满意的结果。说明对大尺码反应分子, 改性过程中生成的大孔径二次孔, 对提高沸石催化剂的反应活性是有利的。     

C2-C2直链烯烃在HY 和H-ZSM-5分子筛上的吸附

采用ONIOM(B3LYP/6-311++G(d,p):UFF)分层计算方法, 研究了C₂-C₅直链烯烃在HY 和H-ZSM-5 分 子筛上的吸附性质. 理论计算结果表明: 烯烃与分子筛的Br?nsted 酸性位相互作用形成π配位超分子复合物; 随着碳链的增长, 烯烃的吸附能增加, 增加量近似为一个常数(HY 分子筛: 约12 kJ·mol^-1; H-ZSM-5 分子筛: 约 25 kJ·mol^-1), 与烷烃在分子筛上的吸附具有相同的规律. 双键位置对烯烃的吸附能影响很大, 2位烯烃的吸附能 要远大于1 位烯烃的吸附能. 不同类型分子筛对烯烃的吸附性能也有很大差别, 由于局域效应的影响, 小孔径 H-ZSM-5分子筛上的吸附能大于大孔径的HY分子筛,而且碳链越长,这种差别越大.从微观结构上看,吸附的烯 烃与H-ZSM-5分子筛酸性位的距离要远大于它们与HY分子筛酸性位的距离, 这是由于不同类型分子筛的微孔 结构产生的范德华作用是不同的,这种作用随着孔径的减小而增强.前线轨道分析表明, 对于小分子烯烃,大孔径 HY分子筛对其催化活性相近,而小孔径H-ZSM-5分子筛随着烯烃碳原子数的增加催化活性有减弱的趋势.     

多产低碳烯烃及柴油用分子筛的设计

目前,催化裂化的原料大多是蜡油和减压渣油的混合油,或全部的常压渣油 .其相对分子量范围很宽,组成十分复杂 .为了分别对待大小不同的分子和不同碳氢比化合物的裂化性能,现代催化裂化催化剂应具有梯度孔结构与梯度酸中心的优化结构配置 .而目前催化裂化的主导分子筛 USY二次孔含量还不能满足原料油日趋变重的需求,并且滞留在分子筛孔 /笼内的非骨架铝限制了其选择性的进一步提高,因此有必要对其结构进一步修饰 .　　本研究在 USY基础上合成新的催化裂化多产低碳烯烃和柴油用分子筛催化剂 .新型 USY基分子筛从晶体结构、孔容及孔…     

含氮FAU分子筛的制备、表征及碱催化反应性能

利用脱水氮化法制备了含氮HY分子筛,氮化后分子筛的结晶度和比表面积均得到较好保持.由于氮原子的电负性低于氧原子,氮原子取代氧原子进入HY分子筛的骨架,使其Lewis碱性得到增强.利用氨气吸附红外光谱、二氧化碳吸附红外光谱与二氧化碳程序升温脱附方法对氮化前后的分子筛进行表征.结果表明氮化后HY分子筛的L酸中心数量有所降低,B酸中心数量有所增加,同时生成新的碱性中心.由于新碱性中心的引入,含氮HY分子筛在Knoevenagel缩合碱性探针反应中表现出优异的活性.