不同硅铝比的MCM-22分子筛的气相硅烷化处理

对不同硅铝比的MCM-22分子筛进行气相硅烷化处理,并采用X射线衍射、固体核磁、N₂吸附-脱附和甲苯吸附等技术对样品进行了表征. 结果显示,原料硅铝比为50~100的MCM-22分子筛均可以利用气相硅烷化,在不脱除骨架铝的基础上,将Si(OH)₂柱撑结构引入其层间超笼系统,从而使层间距增大,孔体积增加; 将密度泛函理论用于计算硅烷化前后的MCM-22分子筛的N₂吸附等温线,成功得到十元环孔道和超笼体系的比表面积和孔体积,发现气相硅烷化使MCM-22分子筛超笼体系的比表面积和孔体积增大,而十元环孔道减小.另外,气相硅烷化可有效提高不同硅铝比MCM-22分子筛的甲苯平衡吸附量.     

无导向剂直接水热合成小粒径的NaY分子筛

以铝酸钠和硅溶胶作为主要原料,在没有引入晶种或有机添加剂的情况下,通过控制合成体系的水含量以及水热合成条件(凝胶摩尔组成:5.1 Na2O.Al2O3.10 SiO2.(140~220)H2O,室温陈化1~3 d及100℃晶化9 h),可获得粒径为0.30~0.35μm的小晶粒NaY分子筛.借助于XRD,SEM,XRF和DLS等分析手段对分子筛进行了表征,表明所合成的小晶粒NaY分子筛具有粒度均匀、分散性好的特点.对比了两种不同粒径的La/Y催化剂对1-丁烯脉冲芳构化反应的催化性能和反应过程中催化剂的积炭行为,表明粒径较小的催化剂具有较好的稳定性,其容炭能力和抗积炭能力较强.     

几种分子筛的转晶和混晶的控制及单一晶体的优化合成

 以六亚甲基亚胺作模板剂，在配料比一定的情况下，详细考察了反应温度和反应时间对MCM－22，ZSM－5，ZSM－35和丝光沸石分子筛成晶的影响．结果表明，MCM－22的最佳合成温度在低温区，ZSM－35易在提高反应温度或延长反应时间时形成，而作为中间相的ZSM－5和丝光沸石则在反应温度与反应时间合理匹配时才能以单一相生成．同时，探讨了晶种的加入对产物晶相的影响．在特定的温度和时间区间，能够合成出比例可控的ZSM－35＋MCM－22混晶，ZSM－5＋ZSM－35混晶和ZSM－35＋丝光沸石混晶，并从分子筛孔道和结构单元的特点出发，就转晶发生对温度和时间的依赖性作了解释．     

在反应温度下以1％O2对Mo／MCM－22催化剂的原位再生

In recent years, the catalytic dehydroaromatization of methane to yield aromatics has been a challenging and intriguing topic in heterogeneous catalysis. Until now, the two effective methane dehydroaromatization catalysts are Mo/HZSM-5[1] and Mo/MCM-22[2]. However, this reaction suffers from rapid catalyst deactivation due to coking[3].     

柠檬酸溶液处理对β沸石结构性质及烷基化性能的影响

Zeolite beta is a large-pore crystalline aluminosilicate, which was first synthesized by Wadlinger et al[1] in 1967. Due to its peculiar framework topology and suitable acidity, zeolite beta has received increasing industrial interest for some important reactions such as alkylation of benzene with light olefins[2] and alkylation of isobutane with butene[3]. Many literature papers have reported methods to modify the acidity of zeolite beta, which include ion-exchange, hydrothermal treatment, and acid treatment.     

Mo／MCM－49催化剂上甲烷的脱氢芳构化反应

In recent years, the catalytic dehydroaromatization of methane to benzene has been a challenging and intriguing research subject in heterogeneous catalysis and natural gas chemical industry. Since the first report on non-oxidative conversion of methane to benzene on Mo/HZSM-5[1], many attractive studies regarding the development of new catalyst, the catalyst characterization[2～4], the reaction mechanism and the bifunctional role of Mo carbide and HZSM-5 have been reported. However, Mo/HZSM-5 catalyst was thought to have the best catalytic performance for CH4 dehydroaromatization to benzene. Recently, another kind of zeolite, MCM-22, was found to be a promising catalyst support for formation of benzene from methane[5]. Xu et al[6] studied the catalytic performance of MoO3/MCM-49 for this reaction without accounting for coke formation. In this paper, we present MCM-49 as a support, and the catalyst Mo/MCM-49 shows high ratio of benzene to aromatics in selective dehydroaromatization of methane.     

丝光沸石-氧化铝双组元负载钼催化剂上的1-丁烯歧化反应

在固定床反应器上考察了氢型丝光沸石(HM)-氧化铝双组元负载MoO3催化剂上的1-丁烯歧化反应性能,通过氨程序升温脱附、X射线衍射和氢程序升温还原对样品进行了表征.实验结果表明,在110℃,0·1MPa,WHSV=1·5h-1及TOS=1h的反应条件下,MoO3没有歧化反应活性.Al2O3,HM-Al2O3和HM载体上只生成异构产物,并且载体酸性越强,异构产物越多.MoO3/HM几乎没有歧化活性,而MoO3/Al2O3催化剂上生成了一定量的歧化产物,且各产物收率相近.MoO3/HM-Al2O3具有最高的歧化活性,1-丁烯转化率为84·9%,丙烯和戊烯收率分别为28·5%和20·6%.催化剂本身的酸性和载体表面Mo物种存在状态是影响1-丁烯歧化制丙烯反应性能的两个关键因素.     

用固体核磁共振研究HZSM-35分子筛的酸性

分别采用氘代吡啶和三甲基膦为探针分子,利用高分辨固体核磁共振技术研究了HZSM-35分子筛与探针分子之间的相互作用以及分子筛的酸性. 结果表明,探针分子氘代吡啶能够进入分子筛的十元环孔道和八元环孔道,但需在300 ℃下长时间吸附才能扩散到八元环开口的孔穴中. 吸附氘代吡啶后的 1H MAS NMR谱和吸附三甲基膦后的 31P MAS NMR谱表明,这两种孔道中均具有两种酸强度不同的B酸位,并且B酸的数量多于L酸的数量.     

异丁烯直接胺化合成叔丁胺反应的热力学研究

叔丁胺是一种重要的有机化工中间体,广泛应用于制备橡胶促进剂,医药,农药,着色剂等诸多下游产物.目前,叔丁胺主要的生产方法,如叔丁脲水解法,异丁烯-氢氰酸法(Ritter法),卤代烃胺化法等存在产品收率较低,涉及强酸/强碱的使用,对设备腐蚀和环境污染严重等问题.异丁烯直接胺化生产叔丁胺,原子利用率100%,是典型的绿色化学反应.20世纪末,BASF公司以β沸石为催化剂,率先实现了异丁烯胺化技术的工业应用.但是,其反应条件苛刻,压力达28 MPa,生产过程能耗大,对设备材质要求高.目前,关于异丁烯直接胺化的文献较少,且相关研究多在远离工业应用的常压条件下进行.同时,对于异丁烯直接胺化反应过程的热力学,特别是缓和反应条件下的热力学尚待进一步系统和深入地研究分析,以期指导低温低压条件下高性能胺化催化剂的研发和工艺条件优化.我们计算了473?573 K间,异丁烯胺化制备叔丁胺反应的ΔrH,ΔrG,Kp等热力学数据.在此基础上,分析了反应温度,压力和氨烯比(摩尔比)对异丁烯平衡转化率(叔丁胺选择性>99%,未予考虑)的影响.结果表明,异丁烯胺化是中等强度的放热反应,升高反应温度会急剧降低异丁烯的平衡转化率,如在5 MPa,氨烯比1的条件下,反应温度从473 K提高到573 K,异丁烯平衡转化率从40.6%降到6.9%.但从动力学角度而言,升温可提高胺化反应速率,因此在特定的反应条件下和催化剂上,必然存在最佳反应温度.提高反应压力和氨烯比有利于提高异丁烯的热力学平衡转化率.开发在低温和相对较低的压力下具有较高胺化活性的催化剂是提高该过程经济性和实用性的关键.在较缓和的反应条件下(523 K,5 MPa,氨烯比4及异丁烯空速0.5 h?1),考察了ZSM-5(R=50和R=412,R为硅铝比,下同),ZSM-11(R=48),MOR(R=10),SAPO-11(摩尔组成,1.6Al2O3:1.0SiO2:1.4P2O5)等不同拓扑结构分子筛以及氧化铝在异丁烯胺化反应中的性能.结果表明,空白试验中,无叔丁胺产物生成.在ZSM-11上的获得最高的异丁烯胺化转化率,为14.2%(达到平衡转化率的52.2%),在ZSM-5(R=50),ZSM-5(R=412)和MOR上,异丁烯转化率分别为13.9%,6.4%和2.9%,叔丁胺选择性均大于99.8%.而SAPO-11和氧化铝未呈现出胺化反应活性.关联氨气程序升温脱附,吡啶吸附红外表征结果及分子筛孔结构特点,表明分子筛胺化活性与其孔径及Br?nsted酸的酸量和酸强度密切相关.为了进一步验证实际反应体系中反应条件对异丁烯胺化反应过程的影响规律,我们在ZSM-11催化剂上,系统考察了反应温度,压力,氨烯比和异丁烯空速对催化剂胺化反应性能的影响及变化规律.结果表明,在其他条件不变的情况下,异丁烯转化率随着温度的升高呈现出先增大后减小的趋势.适当提高原料中氨烯比和反应压力,以及采用较低异丁烯空速有利于促进异丁烯的转化.上述规律与热力学计算结果呈现出较好的一致性.在ZSM-11催化剂上,异丁烯直接胺化反应的较佳反应条件为523 K,5 MPa,氨烯比4,异丁烯空速0.5 h?1.上述结果可为异丁烯直接胺化合成叔丁胺过程新型高效催化剂的研发和反应工艺条件优化提供参考和指导.