Y型分子筛结构破坏的动力学分析(英文)

Y型分子筛是催化裂化(FCC)的速率控制组分.FCC过程中,催化剂在反应器和再生器中往往面临高温水蒸气存在的苛刻环境.因此,分子筛的热稳定性和水热稳定性是催化剂最为关注的性能之一.由于FCC原料中通常含有V、Ni、Na、Fe等不同数量的金属污染物,会对催化剂造成污染及钝化.进料中存在的卟啉类有机复合物持续不断的沉积在催化剂表面,由于含钒的有机金属卟啉化合物在反应中转化形成V_2O_5,V_2O_5在水热条件下形成H_3VO_4组分,在高温水热气氛下加速分子筛骨架结构水解,破坏了Y型分子筛的晶体结构,从而降低了催化剂活性,影响产品选择性.稀土Y型分子筛在FCC中扮演重要的角色,稀土交换分子筛可以提高催化酸性、裂化活性和热与水热稳定性.此外,Na在高温水蒸气条件下也会对分子筛结构造成破坏.一方面,钠能够中和Y型分子筛B酸中心,降低催化裂化活性;另一方面,水热条件下钠的存在会加速破坏Y型分子筛的结构.有关Y型分子筛结构破坏的机理解释较多,然而该过程的动力学研究鲜有报道.反应动力学不能提供一个直接的反应机理,但是任何反应机理的提出必须符合反应动力学的数据.本文采用离子交换法分别制备了一系列不同Na含量USY,不同稀土含量USY,以及含钠和稀土的USY分子筛,通过固相动力学模型考察了上述Y型分子筛水热结构破坏活化能的变化及钒对其活化能的影响.结果表明,Y型分子筛的结构破坏存在三种路径,分别是脱铝、脱硅和La-O键的断裂.钒加速了分子筛骨架水解速率;钒钠具有协同作用,同时存在时对分子筛破坏作用更加显著;NaOH的形成是速率控制步骤;稀土稳定了分子筛的结构,降低了分子筛的水热脱铝速率;钒与定位于分子筛小笼里稀土作用,破坏分子筛的[RE-OH-RE]~(5+)的RE-O键夺取分子筛的骨架氧,导致骨架结构崩塌.由于稀土本身稳定了分子筛的结构,同时钒稀土作用时形成稳定的REVO_4固定了钒的流动性,因此钒对REY结构的影响是几种因素相互叠加和抵消的结果.     

稀土含量对Y型分子筛酸性的影响

用离子交换法制备了不同稀土含量的Y型分子筛(REY).X射线衍射分析表明稀土离子已进入分子筛的晶格位置,衍射谱上未出现稀土氧化物的特征衍射峰.用NH3程序升温热脱附法和吡啶红外光谱法研究了分子筛的酸性.结果表明,与稀土含量较低的Y型分子筛相比,高稀土含量的分子筛拥有较少的Lewis酸中心(151 μmol·g-1)和较多的强酸中心.由稀土Y型分子筛制备的模型催化剂的反应性能进一步反映了分子筛酸性随稀土含量的变化规律,随着稀土含量的增加,催化剂的重油产率由5.93%降低到5.15%.此外,吡啶环变形模v19b红外光谱间接证明了稀土离子有抑制骨架Al原子脱出的作用.     

稀土-铁催化剂催化还原烟气中SO2制硫磺

以煤气为还原气,以Fe为主活性金属,稀土为助剂催化还原冶炼烟气中SO2制取硫磺,研究了不同稀土、不同稀土含量及不同催化剂制备方式对稀土-过渡金属催化剂催化还原SO2制硫磺活性的影响,并考察了其反应机制.结果表明:不同稀土对Fe/Al2O3催化剂有不同的改性作用,Sm和Dy的加人大大提高了催化剂的活性,在360 ℃时,smFe/Al2O3的硫产率增大到86.62%,比同温度下Fe/Al2O3的提高了40.5%;在400℃时,DyFe/Al2O3的硫产率增大到91.62%.比同温度下Fe/Al2O3的提高了26.4%;REFe/Al2O3催化剂的活性与稀土含量有一定的关系,对SmFe/Al2O3催化剂,稀土Sm的最佳含量为1.0%;不同方式制备的稀土催化剂活性不同,对硫产率来说其大小顺序为:钐铁溶液混浸>先浸钐后浸铁>先浸铁后浸钐;煤气还原SO2的反应机制为中间产物机制.     

高岭土型FCC催化剂稀土离子的分布及稀土对催化性能的影响

利用129XeNMR技术,催化剂裂化活性及裂化反应性能的评价方法研究了高岭土型FCC催化剂上的稀土离子分布及裂化反应特性,129XeNMR测试结果表明,当催化剂中稀土含量不高时,大部分稀土离子分布在分子筛上,当稀土含量超出其中分子筛的理论交换量时,分子筛的超笼内无多余的稀土离子,多出的稀土一部分在白土基质上,一部分可能分布在分子筛的某些缺陷位上;裂化性能的测试结果显示出,随着稀土含量的增加,催化剂的活性、汽油和焦炭产率增加,汽油的研究法辛烷值降低.     

FCC催化剂中REHY分子筛的结构与酸性

 用XRD,N2吸附,NH3-TPD和Py-IR等手段对REHY分子筛进行了表征,并通过多晶XRD法测定了稀土离子在Y分子筛骨架外的分布. 结果表明,在含水条件下,定位于Y型分子筛β笼SⅠ′ 位的RE3+与骨架氧及定位于SⅡ′ 位的H2O配位,稳定了分子筛的骨架,减少了分子筛酸性中的最强酸部分;定位的RE3+通过极化定位的配位水,增加了分子筛的中强酸,减缓了RE3+取代H+所引起的酸量下降. 从结构测定可推测出,在FCC催化剂中Y型分子筛上RE3+的最佳量应为每个晶胞含11个稀土离子,并完全定位于β笼的SⅠ′ 位.     

稀土对SAPO-11分子筛结构与性能的影响

分别采用浸渍法及离子交换法将稀土元素镧、铈引入SAPO-11分子筛, 通过XRD、BET、孔分布、in-situ FTIR及NH3-TPD等表征手段考察了稀土对SAPO-11分子筛结构及表面性能的影响. 结果表明, SAPO-11分子筛经稀土元素La、Ce改性后, 分子筛摩尔组成改变、结晶度下降, 其中La3+离子交换改性带来的变化最为明显. 在分子筛表面聚集的稀土元素可作为Lewis酸中心, 造成分子筛L酸含量增多, B/L比值下降；同时, 由于三价稀土离子吸引电子的能力弱于Al3+, 改性后催化剂的桥连羟基强度下降. 经稀土改性后, 催化剂总酸量下降.     

镍基重整催化剂的抗积炭性能研究

通过对不同镍基催化剂的积炭性能考察,得出抗积炭能力大小为Ni-0.75La-BaTiO3O3＞Ni-BaTiO3＞Ni/γ-Al2O3.研究了K和Mn作助剂对镍基重整催化剂的积炭和寿命影响.表明K和Mn的添加有利于催化剂的抗积炭和延长了催化剂的使用寿命.稀土La以不同的方式加入到催化剂中,都能使积炭量减小,催化剂使用寿命延长.其中以Ni-La-BaTiO3积炭量最少,使用寿命最长.     

稀土离子调变Y型分子筛结构稳定性和酸性的机制

采用X射线粉末衍射(XRD)、魔角旋转固体核磁共振(MAS NMR)、程序升温脱附(TPD)以及吡啶-傅里叶变换红外(Py-FTIR)光谱等方法研究了稀土离子对Y型分子筛结构稳定性和酸性的影响.结果表明:稀土离子的引入不仅显著增强了Y型分子筛的结构稳定性,而且调变了分子筛酸性,使分子筛中等强度酸中心数量增多,强酸中心数量减少.结合密度泛函理论(DFT)计算结果,从理论上阐述了这种机制:进入分子筛β笼l′位的稀土离子与骨架O原子相互作用,增加了Al-O作用力,提高了分子筛的结构稳定性,从而避免了骨架Al的脱除和非骨架Al物种的生成,进而导致稀土氧Y(REHY)分子筛的Br(o)nsted (B)酸强度较USY分子筛的弱;但与HY分子筛相比,稀土离子的引入使骨架O1负电荷减弱,Al-O1键长变短,O1-H作用力减弱,导致REHY分子筛的B酸强度较HY分子筛的强;在酸中心数量方面,REHY分子筛的B酸中心数量比USY分子筛的多,但比HY分子筛的少.     

Ce离子对苯在Y分子筛上吸附扩散行为的影响

采用液相离子交换法制备了不同稀土含量的Y型分子筛(HY、USY和NaY),研究了稀土铈(Ce)阳离子在Y型分子筛上吸附-脱附烃类分子(苯)过程中的作用机理与影响。通过X射线荧光光谱仪(XRF)、智能质量分析仪(IGA)、脱附指数的计算和巨正则蒙特卡罗模拟计算等多种表征计算方法,对引入稀土物种后,Y型分子筛对苯的饱和吸附量、吸附作用力、脱附热力学参数、苯在Y分子筛上的吸附势能分布及扩散行为等方面进行了研究。结果表明,Ce离子对苯在Y分子筛上脱附活化能的降低、吸附作用力的减弱以及吸附态由团聚态向分散态转变等方面具有显著影响,该作用构成了CeY分子筛催化剂在流化催化裂化(FCC)过程中能够优化轻质产品选择性的重要因素。     

化学改性对催化裂化催化剂氢转移性能的影响

 研究了用草酸处理裂化催化剂的活性组分USY型分子筛以及在催化剂基质中添加磷改性的氧化铝等方法对裂化催化剂氢转移反应活性的影响. 实验结果表明,酸处理能脱除USY型分子筛孔道中的无定形氧化铝,疏通分子筛孔道,提高分子筛的氢转移反应活性,减少积碳; 对于含稀土的REUSY型分子筛,酸处理首先脱除的是稀土离子,降低了分子筛的裂化反应活性,但提高了氢转移反应活性. 在催化剂基质中添加磷改性的氧化铝能增加基质的弱酸性中心,增加裂化反应的活性中心,提高催化剂的裂化及氢转移反应活性,同时减少催化剂上的积碳.     

水中高锰酸盐指数测量不确定度的评定

对GB 11892 - 1989《水质　高锰酸盐指数的测定》中酸性高锰酸钾氧化法测定水中高锰酸盐指数的测量不确定度进行了评定。通过对测量重复性、滴定管、移液管、标准溶液浓度等影响测量结果的不确定度分量的分析和量化 ,求得水中高锰酸盐指数测定结果的相对合成标准不确定度为 1.10× 10 -2 。     

铕测定方法的近期进展

对铕测定方法的近期进展作了评述，涉及的测定方法有荧光光度法、吸光光度法、原子发射光谱法、原子吸收光谱法、X-射线荧光光谱法、质谱法及伏安法等。还对该领域的研究动态作了简要讨论（引述文献59篇）。     

生物探针与脱氧核糖核酸的结合模式及其分光光度法测定的进展

对生物探针与脱氧核糖核酸（DNA）的结合模式及有机染料分光光度法测定DNA的研究进展进行了综述。引用文献71篇。     

生活饮用水总硬度测量结果的不确定度评定

对乙二胺四乙酸二钠滴定法测定生活饮用水总硬度的测量不确定度进行评定。分析了测量重复性、标准溶液的浓度、滴定管、取样等因素对总硬度测量不确定度的影响,求得生活饮用水总硬度测定结果的相对合成标准不确定度为2.74×10-3。     

卵磷脂抗石英毒作用的研究

本文采用家兔肺泡巨噬细胞(AM)体外培养法,以细胞内游离钙浓度([Ca~(2+)]_i)、细胞存活率、乳酸脱氢酶(LDH)和酸性磷酸酶(ACP)活性为指标,观察了卵磷脂、脑磷脂及现用防治硅肺药物克矽平(PVPNO)、柠檬酸铝等抗石英毒效果。结果表明:卵磷脂在所试各药物中效果最佳.初步探讨了卵磷脂拮抗石英细胞毒性的机理.卵磷脂有成为防治硅肺药物的可能性.     

热塑性塑料熔体质量流动速率测量不确定度的评定

以聚乙烯为例讨论了热塑性塑料熔体质量流动速率测量不确定度的来源,依据JJF 1059-1999对熔体流动速率测试过程中的测量不确定度分量进行了分析和评定。7149型聚乙烯熔体质量流动速率测量结果的扩展不确定度为0.096 g/(10 m in)。     

聚全氟(乙烯-丙烯)树脂的力学性能研究

研究了四氟乙烯和六氟丙烯共聚物的熔融指数,抗张强度和耐应力开裂之间,以及端基和热稳定性之间的关系。发现:(1)在一定的共聚物组成和分子量分布情形下,共聚物的熔融指数和抗张强度的关系可表示为经验式:F=350—18.3(M_I);(2)熔融指数大于4的共聚物不耐热应力开裂;(3)共聚物经380℃热处理,其端基转变为-CF=CF_2后,已具有挤出成型所要求的热稳定性。     

硒酸酯多糖抗石英细胞毒性的研究

本文采用家兔肺泡巨噬细胞体外培养法，以ＡＲ－ＣＭ阳离子测定系统和荧光试剂Ｆｕｒａ－２，研究了石英细胞毒性与肺泡巨噬细胞胞胞浆游离Ｃａ＾２＋浓度（［Ｃａ＾２＋］ｉ）的关系，并以细胞存活率，乳酸脱氢酶活性和脂质过氧化物表征了由石英引起的ＡＭ毒性及硒酸酯多糖对其毒性的拮抗效应，初步讨论了硒酸酯多糖拮抗石英细胞毒性的可能机理。     

乙醇辐解机理研究

本文研究了氧、温度和4-甲基-4-苯基-2-戊酮(Mpp)对乙醇辐解的影响。Mpp在实验使用的浓度范围内对乙醛的G值没有影响, G(2,3-丁二醇)值随Mpp浓度增加而下降, 最后达0.9恒值。使用Mpp求得原初过程形成的G_(H_2)=1.9, 动力学处理求得G_H=2.4, k_(12)/k_(11)=(11.9±1.8)×10~3。实验证明Mpp清除了体系中的H原子, 抑制了CH_3CHOH自由基的形成, 从而抑制了2,3-丁二醇的生成, 但不影响乙醛的产额。这一研究否定了传统文献所述的在γ辐解乙醇时相当量的羟乙基自由基歧化反应生成乙醛。本文还对乙醇γ辐解机理进行了讨论, 并求得了乙醇辐解的物料平衡。     

磷酸钙骨水泥水化机理研究进展

本文综述了Ca(H2PO4)2·H2O-Ca3(PO4)2-Ca4(PO4) 2O,Ca4(PO4)2O-CaHPO4,α-Ca3(PO4)2-少量β-TCP、HAP,β-Ca3(PO 4)2-CaHPO4·H2O-CaCO3及α-Ca3(PO4)2-Ca(H2PO4)2·H2O -CaCO3等几种主要磷酸钙骨水泥体系的特点和水化机理研究进展.