不同Si/Al比对Mo/ZSM-5催化性能的影响

采用浸渍法在不同Si／Al比的HZSM-5上制备了3种MoO3含量相同的Mo／ZSM-5样品，并在相同的实验条件下对其进行了活性测试，同时运用XRD、XPS、NO—TPD等技术分别对催化剂的体相和表面结构进行了表征．实验结果表明，Si／Al比对Mo／ZSM-5上NO的选择性催化还原性能有明显的影响，Si／Al比为28的1#样品其转化率在530℃达到94％以上，而Si／Al比较大的2#和3#样品最高转化率只有48％和41％．对3种Mo／ZSM-5样品的XRD表征只发现有HZSM-5和MoO3两种物相存在，分子筛骨架差异不大；而XPS表征却发现1#样品的表面M03d5／2含量远大于2#和3#样品，并且有Mo^4 和(或)Mo＼ 5 存在，表明3种样品的表面性质存在很大差异．在3种样品中，1#样品具有最大的NO吸附能力，这与表面特性差异相吻合．     

碱处理法改善Pt／ZSM-5异构化性能

制备了一系列不同条件下碱处理的ZSM-5样品,以调控其酸性和孔道结构. 考察了酸性和孔道结构对Pt/ZSM-5的异构化性能的影响. 样品的晶相、酸性及结构分别通过X射线衍射、 NH3程序升温脱附及N2吸附-脱附表征. 结果表明,缓和的碱处理导致ZSM-5上强酸中心减少,催化剂异构化活性下降; 而苛刻条件下的碱处理使得ZSM-5上强酸中心增加、大量中孔产生及催化剂异构化活性明显提高. 催化剂的异构化活性取决于分子筛上强酸中心的量,与孔道结构无关; 而异构体的分布不仅与孔道结构有关,而且与正己烷转化率密切相关,与分子筛的酸性无关.     

One-pot non-template synthesis of hierarchical ZSM-5 from kaolin source

Hierarchical ZSM-5 was synthesized without organic template and seed-assisted from the abundant natural source, kaolin, via the facile 1-step hydrothermal process. The hierarchical structure was able to be well-controlled solely on the Na₂O/Al₂O₃ ratio of the precursor. This method is not only simple but greener from the scientific point of view. As revealed, kaolin layered structure that dispersed in the highly alkaline NaOH medium prompts the formation of zeolite as the molecular organization is induced. The excess of NaOH acts as desilication agent after the formation of zeolite as proven by the ²⁹Si MAS NMR data.     

ZSM-5、ZSM-57分子筛和丝光沸石间的转晶规律

考察了硅铝比、碱度、有机胺模板剂、晶化时间及温度等合成条件对ZSM-5、ZSM-57 分子筛和丝光沸石之间相互转晶的影响. 发现较高的碱度、较长的晶化时间有利于合成丝光沸石；较低的碱度、较高的诱导晶化温度、较长的晶化时间有利于合成低硅铝比的ZSM-57 分子筛；合成低硅铝比的ZSM-5分子筛则需要在能合成丝光沸石和ZSM-57 分子筛的碱度区间内精确调节碱度, 缩短晶化时间、降低诱导晶化温度、加入适当晶种, 有利于合成低硅铝比的ZSM-5 分子筛. 合成条件稍微改变, 会导致各种沸石之间发生转晶, 晶化产物出现两种或两种以上的晶型.     

In Situ Preparation of Ir/ZSM-5/Cordierite Honeycombs and their Application for NOx Abatement

ZSM-5 zeolites were synthesized in situ onto cordierite honeycombs by vapor phase transport (VPT) for the first time. The as-synthesized ZSM-5/cordierite honeycombs were impregnated with IrCl₃ and tested for NO_x reduction with a simulated exhaust gas as the reducing agent. Under the conditions of excess oxygen, the Ir/ZSM-5/cordierite monolith catalyst exhibited NO reduction of 73% at a temperature of 573 K and a space velocity of 20,000 h^–1.     

Reduction of NO with methane over Fe/ZSM-5 catalysts

<正>The catalytic activity of Fe/ZSM-5 for the selective reduction of NO to N_2 with methane in the presence of excess O_2 was studied.Fe/ZSM-5 catalysts with various Fe loadings were prepared by impregnation method.It is well known that methane is inactive when Fe/ZSM-5 as the catalyst for the selective catalytic reduction(SCR) of NO with methane.However,this paper shows that when the content of Fe was about 0.5%,Fe/ZSM-5 showed higher catalytic activity and selectivity of methane,and put forward measurable activation for CH_4 is an important factor for the reaction of removal of NOx with CH_4.     

分步晶化法合成ZSM-5/SAPO-5复合材料

通过分步晶化水热处理的方式合成了ZSM-5/SAPO-5复合材料。研究了两种分子筛凝胶的混合方式、调节ZSM-5母液的酸类型、SAPO-5凝胶组成以及晶化时间对复合材料形成的影响。实验结果表明,简单将两种分子筛的合成凝胶混合不能得到复合材料。采用H₂SO₄调节ZSM-5合成母液的pH值,在ZSM-5与SAPO-5理论质量比为3.5、SAPO-5凝胶中P₂O₅与Al₂O₃摩尔比为1.2的条件下可以得到ZSM-5/SAPO-5复合材料。但样品中含有少量无定形物质,这些无定形通过延长晶化时间并不能完全消除。     

Au/ZSM-5催化选择氧化环己烷制环己酮和环己醇的研究

利用水热合成的方法制备了ZSM-5分子筛担载的纳米金催化剂．对合成的样品进行了XRD，XPS，Uv-Vis征分析,以环己烷催化氧化为探针反应．发现该催化剂对选择氧化环己烷制备环己酮和环己醇表现了优异的活性,环己烷的最高转化率可达到～16％．环己酮和环己醇的总选择性达到～92％．     

Toluene Alkylation to Selective Formation of p-Xylene over Co-Crystalline ZSM-12/ZSM-5 Catalyst

The alkylation of toluene with methanol to selective formation of p-xylene has been systematically studied. ZSM-12 (MTW)/ZSM-5 co-crystalline zeolite in 40:60 proportions have been synthesized by the same molar gel composition, but at different temperatures and periods than that of ZSM-12 and ZSM-5, separately. All the prepared samples are characterized by XRD, SEM, BET, and XRF. The activity of toluene alkylation was investigated with a mixture of toluene and methanol as a feed over the ZSM-12, ZSM-12/ZSM-5 co-crystalline, ZSM-5, and physical mixture of ZSM-12/ZSM-5. Prom characterization, it is observed that the ZSM-12/ZSM-5 co-crystalline material is different from that of ZSM-12, ZSM-5, and their physical mixture. Further, the ZSM-12/ZSM-5 co-crystalline zeolite produces the highest content of xylene and has better selectivity for p-xylene than ZSM-12, ZSM-5, and their physical mixture.     

Methane to Liquid Hydrocarbons over Tungsten-ZSM-5 and Tungsten Loaded Cu/ZSM-5 Catalysts

Metal containing ZSM-5 can produce higher hydrocarbons in methane oxidation. Many researchers have studied the applicability of HZSM-5 and modify ZSM-5 for methane conversion to liquid hydrocarbons, but their research results still lead to low conversion, low selectivity and low heat resistance. The modified HZSM-5, by loading with tungsten (W), could enhance its heat resistant performance, and the high reaction temperature (800℃) did not lead to a loss of the W component by sublimation. The loading of HZSM-5 with tungsten and copper (Cu) resulted in an increment in the methane conversion as well as CO2 and C5 selectivities. In contrast, CO, C2-3 and H2O selectivities were reduced. The process of converting methane to liquid hydrocarbons (C5 ) was dependent on the metal surface area and the acidity of the zeolite. High methane conversion and C5 selectivity, and low H2O selectivity are obtained over W/3.0Cu/HZSM.     

载钴ZSM-5沸石的程序升温还原

ZSM-5沸石具有特殊孔直径(约55nm)的十元氧环结构,有对某些反应活性高和选择性好的优点.近年来它在石化工业中已被广泛应用.Chang等用它来研究甲醇转化为芳烃,控制C_(10)以下芳烃产物的分布,得到了令人满意的结果. 低碳烃在ZSM-5沸石上聚合、异构、环化和芳构化,可以获得高辛烷值汽油,满足无铅汽油的要求.近来人们用Ⅷ族金属(Fe,Co,Ru…)负载在ZSM-5沸石上,催化一步转化为汽油馏分,具有活性高选择性好的特点.这种催化剂与制备方法、载体     

A Novel Cu-Mo／ZSM-5 Catalyst for NOx Catalytic Reduction with Ammonia

The Cu-Mo/ZSM-5 catalysts with different Cu/Mo ratios were prepared by wet impregnation method, and their catalytic performance for selective catalytic reduction of NOx was studied. The results showed that Cu-Mo/ZSM-5 is a very effective catalyst for NOx catalytic reduction with ammonia, especially when Cu/Mo molar ratio is about 1.5. It not only exhibited the extremely high catalytic activity, but also showed good stability for 02. The bulk phase structure of Cu-Mo/ZSM-5 catalysts was determined by XRD technique, and the results indicated that there is a maximum dispersion for Cu species when Cu/Mo molar ratio is 1.5, and an interaction between Cu and Mo along with HZSM-5 may be present in Cu-Mo/ZSM-5, which may possibly result in a special structure favorable for the catalytic reduction of NOx over Cu-Mo/ZSM-5 catalyst.     

富氧条件下 Mn/ZSM-5 选择催化 CH4 还原 NO

 考察了富氧条件下 Mn/ZSM-5 催化剂上 CH₄ 选择催化还原 NO 反应, 并采用 H2程序升温还原、SO2程序升温表面反应和 NO程序升温脱附等手段对催化剂进行了表征. 结果表明, 催化剂活性与制备方法和 Mn 负载量密切相关. 离子交换法制备的 Mn/ZSM-5 催化剂活性明显优于浸渍法制备的催化剂; NO 转化率随着 Mn 负载量的增加而增加, 至 2.06% 时达到最大值 (57.3%), 然后随着 Mn 负载量的增加而降低. 采用离子交换法或较低 Mn 负载量 (≤ 2.06%) 抑制了催化剂中非化学计量的 MnO_x (1.5 < x < 2) 物种的形成, 减缓了 CH₄ 的氧化燃烧反应, 因而 CH₄ 还原 NO 的选择性提高. 在含 SO₂ 体系中, Mn/ZSM-5 活性在 550 ^oC 以下时明显下降, 但在 600 ^oC 以上基本不受影响. 这是由于在 550 ^oC 以下时 SO₂ 在 Mn/ZSM-5 表面形成了稳定的吸附硫物种, 覆盖了部分活性位, 导致催化剂活性降低; 而在 600 ^oC 以上时含硫物种基本脱附完全, 因而对催化剂活性影响不大.     

MnO2/ZSM-5上臭氧协同催化去除甲醛的性能研究

采用浸渍法制备了不同MnO2负载量的催化剂,用BET分析、X射线衍射等手段对其进行了分析,并考察了在MnO2/ZSM-5催化剂上臭氧协同催化去除甲醛的性能.结果显示:相对于单一的MnO2和ZSM-5,MnO2/ZSM-5复合催化剂具有更高的催化活性,其中10%MnO2/ZSM-5性能最佳,一次性去除效率可达到47%左右,制备所得到的催化剂有较强的稳定性,连续工作120h去除效率基本不变.     

甲醇芳构化反应中Ag/ZSM-5催化剂的失活特性

通过四次连续反应-再生循环实验对甲醇芳构化催化剂Ag/ZSM-5进行了失活再生研究,结果表明催化剂通过烧碳可以得到部分再生.对反应-再生后的催化剂进行了X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)表征,证实芳构化过程中催化剂的ZSM-5骨架结构保持完好,金属烧结也不严重.傅里叶红外光谱(FTIR)和氨-程序升温脱附(NH3-TPD)实验证实了反应生成的水使催化剂在475℃发生水热脱铝,进而导致Brφnsted酸流失及催化剂的芳构化反应能力不可逆下降.     

Mn/beta与Mn/ZSM-5催化剂对氨选择性催化还原NO的低温催化活性比较: 锰前驱体的影响

氮氧化物(NOx)作为主要的大气污染物之一,给环境和人类带来一定危害,其主要源于汽车、轮船以及工厂中液态(汽油和柴油)或固态(煤)化石原料的燃烧.目前,选择性催化还原法(SCR)因技术相对成熟且经济有效,被广泛应用于氮氧化物脱除.催化剂是该技术的关键,而典型的商业钒系催化剂(V2O5-WO3/TiO2和V2O5-MoO3/TiO2)存在工作窗口温度窄(300–400 ℃)、V2O5的生物毒性以及较高的SO2氧化性能等缺点,因此开展高效且环境友好催化剂的研究工作迫在眉睫.近年来,锰基催化剂因其丰富的价态变化以及氧化形态而受到科研工作者的广泛关注.研究者已经对锰前驱体做了大量研究,但是关于不同锰前驱体制备得到的催化剂的活性物种组成以及催化活性往往存在着不同观点.因此进一步开展对锰前驱体研究仍有必要.同时,二氧化钛载体比表面积较小,并不是制备锰基催化剂的理想载体.分子筛载体因其比表面积大、特殊的孔道结构以及丰富的酸位等特点引起了研究者的关注.用于制备锰基催化剂的分子筛载体主要有ZSM-5,Beta,USY和SAPO等,其中ZSM-5系列催化剂是研究热点.另一方面,研究发现Beta分子筛具有良好的水热稳定性,被认为是理想的NH3-SCR催化剂载体.研究者对比了不同金属负载的Beta分子筛与ZSM-5分子筛的催化活性,结果表明,Fe/beta的催化活性高于Fe/ZSM-5和Fe/ZSM-11; Cu/beta的催化活性与Cu/ZSM-5相当,均表现出较高的活性.而关于Mn/ZSM-5的研究已有大量文献报道,但关于Mn/beta的研究相对较少.另外,关于不同锰前驱体在Beta以及ZSM-5分子筛载体表面的物化性质差异也少有报道.本文以H/beta和H/ZSM-5分子筛作为载体,采用硝酸锰、乙酸锰和氯化锰三种前驱体,通过湿法浸渍制备了Mn/beta和Mn/ZSM-5两类NH3-SCR催化剂,并在固定床管式反应器中对比评价了两类催化剂的催化活性.凭借氮气等温吸附/脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)以及X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂进行了表征,系统分析了不同前驱体在两种载体表面形成的活性组分以及理化性质对催化性能的影响.催化剂活性评价结果表明,对于Mn/beta和Mn/ZSM-5催化剂,在220–350 ℃反应温度区间内,乙酸锰和硝酸锰制备的催化剂NO脱除率均在80%以上.其中Mn/beta-Ac在240 °C时达到最高的NO脱除率97.5%,并且在220–350 ℃温度区间内保持着90%以上的活性,具有最宽的活性温度窗口.同时,在两系列锰基催化剂中,乙酸锰制备的催化剂均表现出最佳的催化活性,且对于同一种前驱体制备的催化剂,Mn/beta催化剂的NH3-SCR活性优于Mn/ZSM-5.BET数据显示,负载锰物种之后,催化剂的比表面积和孔体积均明显减小,但相对于Mn/ZSM-5催化剂,Mn/beta催化剂仍保持着优良的织构性质.XRD、XRF及H2-TPR结果表明,氯化锰前驱体主要产生少量的结晶Mn3O4并且大部分保持以MnCl2的形式存在,这也是此类催化剂表现出较差的低温催化活性的原因.结合XPS表征分析了催化剂的表面性质.结果表明,硝酸锰前驱体主要产生结晶MnO2和少量未分解的硝酸锰,乙酸锰前驱体主要产生高度分散的无定形MnO2和Mn2O3混合物以及结晶Mn3O4.进一步结合NH3-TPD分析结果以及活性评价结果可以得出: 丰富的无定形MnOx(MnO2和Mn2O3)物种、较高的表面锰含量和表面活性氧基团以及适当含量的弱酸位有利于提升催化剂的低温NH3-SCR催化活性.     

ZSM-5/Y复合分子筛在烃类催化裂化催化剂中的应用研究

以大庆减压蜡油为原料，考察了水热脱铝ZSM-5/Y复合分子筛的催化裂化性能，并与经同样条件水热脱铝的ZSM-5和Y型沸石的机械混合分子筛进行了对比研究。结果表明，与机械混合样品相比，复合分子筛具有较大的柴油产率和气体产率，汽油产率降低。从复合分子筛结构和ZSM-5的择形催化两方面分析了复合分子筛和机械混合分子筛裂化性能差别的原因。复合分子筛的聚集体结构不利于大分子进入分子筛结构中进行裂化，有利于汽油组分的裂化。气体数据分析支持了复合分子筛的结构特点。     

ZSM-5/ZSM-57复合分子筛催化剂上混合C4烃的催化转化反应

以ZSM-5/ZSM-57复合分子筛为催化剂, 考察了其对混合C4烃催化转化的反应性能. 采用氨程序升温脱附(NH3-TPD)和吡啶吸附傅立叶变换红外(FT-IR)光谱技术表征复合分子筛的酸性质. 结果表明, 当复合分子筛中ZSM-5的含量较低时, 比ZSM-5具有更高的催化活性及乙烯和丙烯选择性, 这是因为此时复合分子筛酸强度较高、酸量较多, 且小孔ZSM-57有利于乙烯和丙烯的择形反应. 而当复合分子筛中ZSM-5的含量较高时, 具有较高的苯和甲苯选择性, 其原因可能是其孔结构及共晶生长时的结构匹配性对芳构化反应有利.     

Cu-Ce/ZSM-5催化剂的TPR及动力学研究

由Ｃｕ、Ｃｅ的硝酸盐（氧化物）用浸渍法、分散法制备了系列Ｃｕ－Ｃｅ／ＺＳＭ－５催化剂。对这些催化剂进行了ＴＰＲ、ＩＲ表征及动力学研究。考察了铜含量、铈含量及不同铈源对催化剂还原性能的影响。结果表明：１．不含铈的Ｃｕ／ＺＳＭ－５催化剂的ＴＰＲ谱,铜离子的两个还原峰峰温及峰面积随铜含量增加而增加;２．铈源为ＣｅＯ２,铈含量增大,使Ｃｕ－Ｃｅ／ＺＳＭ－５催化剂的铜离子还原峰峰温略为降低;铈源为Ｃｅ（ＮＯ     

Kinetics of no decomposition over Cu/ZSM-5 catalyst

The kinetics of catalytic decomposition of NO over Cu/ZSM-5 catalyst has been studied in an integral flow reactor at atmospheric pressure. Kinetic analysis is based on the assumption that the surface reaction represents the rate-determining step. On the basis of theoretical considerations of different interactions between reactants and catalyst, and experimental evidences, three different mechanistic kinetic models were chosen. Also a power-law model was tested. The best agreement has been achieved with the model