甲醇在高硅沸石上转化为低碳烯烃的研究——Ⅰ.催化剂反应性能的改进

高温一般有利于甲醇转化为低碳烯烃,但在此条件下,通常的五元环高硅沸石的活性也会随在线反应时间的处长而逐渐衰减。失活包括可逆和不可逆两部分,前者是由于催化剂结炭,后是由于水热效应导致酸性中心的减少。针对上述原因,本文研制出稳定性相当高的催化剂,可以经历83次的氧化再生,在线反应时间超过1000小时,C_2—C_4烯烃和乙烯平均选择性分别为89.7和31.5%。     

ZnHZSM－5芳构化催化剂积炭影响因素的研究

本文利用ＮＨ３－ＴＰＤ，ＩＲ，Ｃａｈｎ－２０００电天平及微型反应装置，考察了ＺｎＨＺＳＭ－５沸石催化剂在劳构化反应中的积炭行为．结果表明，催化剂的表面酸强度和性质、酸中心密度及晶粒大小都对结炭有显著的影响．加入Ｐｔ４＋可抑制积炭．外表面中毒则加速炭的生成．积炭分为两个阶段进行，积炭初始主要发生在沸石催化剂晶粒内部．预结炭并钝化炭表面可提高ＺｎＨＺＳＭ－５催化剂的稳定性．     

甲醇在沸石催化剂上转化为低碳烯烃的研究——Ⅱ.甲醇在 HSW 与 PHZSM-5上转化为低碳烯烃的红外光谱研究

本文用TPD技术与红外光谱法研究了甲醇与烯烃在HSW与PHZSM-5上的吸附及甲醇的催化转化。观察到甲醇转化的产物分布与催化剂表面结构OH 基(3608cm~(-1))附近的吸收峰强度,B 酸中心的数目及其强度有直接关联。强的B 酸中心的数目较多、且能使甲醇与烯烃产生强烈的化学吸附而生成烷氧基的催化剂HZSM-5有利于生成汽油产物。反之,则有利于生成低碳烯烃。HSW 沸石表面结构OH 基的数目虽然很多,但是与HZSM-5相比,其表面强的B 酸中心的数目却较少,对甲醇与烯烃的化学吸附较弱,故有利于低碳烯烃的生成。另外,在高温下HSW 与PHZSM-5孔道中所生成的芳烃与聚合物的二次裂解也会使产物中富产烯烃。     

C_6-C_3芳烃在HZSM-5,PHZSM-5及REY上吸附的红外研究

用红外光谱法研究了C_6—C_8芳烃在HZSM-5,PHZSM-5及REY催化剂表面上的吸附物种。间二甲苯室温吸附在HZSM-5上几乎见不到表征苯环的C—C键伸缩振动吸收蜂,但出现一条很强的表征对二甲苯苯环C—C键的伸缩振动吸收峰,表明吸附的间二甲苯基本上都转化为对二甲苯。反之,室温吸附在HZSM-5上的对二甲苯也部分地转化为间二甲苯(或邻二甲苯)。吸附在HZSM-5上的邻二甲苯则部分地转化为对二甲苯。REY催化剂上的吸附,也有类似的异构化现象。甲苯室温吸附在PHZSM-5上时,却观察到对二甲苯的吸附物种,表明发生了歧化作用。甲苯室温吸附在预吸附CD_3OD的REY催化剂上发生烷基化生成了对二甲苯。此外,还观测到吸附态的C_6D_6分子的D原子与沸石催化剂表面结构的OH基发生D—H交换作用。苯在HZSM-5,PHZSM-5及REY上吸附时,其结构对称性均有不同程度的降低。     

磷掺杂介孔碳的制备及其电化学性能

以酚醛树脂为碳前驱体,磷酸为磷源,三嵌段共聚物F127为软模板,通过溶剂挥发诱导自组装(EISA)法制备了具有介孔结构的磷掺杂介孔碳(PMCs)。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等测试方法研究所制备的PMCs的形貌与结构并利用电化学工作站测试其电化学性能。实验结果表明,磷元素在介孔碳中主要以C—P键和P—O键两种形式存在。电化学测试表明,通过调整磷掺杂量可获得最大比电容。当电流密度为0.5 A/g时,介孔碳比电容为140 F/g,而优化后的磷掺杂介孔碳比电容可达176 F/g。