多級(jí)孔納米ZSM-5分子篩的制備及其催化芳構(gòu)化性能研究

王冉 祁濤(山東京博石油化工有限公司,山東 濱州 256500)

多級(jí)孔納米ZSM-5分子篩的制備及其催化芳構(gòu)化性能研究

王冉 祁濤(山東京博石油化工有限公司,山東 濱州 256500)

本文以碳納米管為硬模板，采用預(yù)置晶種引導(dǎo)法合成了多級(jí)孔納米ZSM-5分子篩，并以正己烯為模型化合物，考察了碳納米管添加量對(duì)所合成多級(jí)孔納米ZSM-5分子篩的結(jié)構(gòu)及催化芳構(gòu)化反應(yīng)性能的影響。結(jié)果表明，以碳納米管為硬模板合成出多級(jí)孔納米ZSM-5分子篩，通過調(diào)節(jié)碳納米管的添加量可有效調(diào)控分子篩的酸性，在保持微孔結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了部分介孔，不僅提高了反應(yīng)物和產(chǎn)物分子在催化劑孔道中的擴(kuò)散速度，而且顯著改善了催化劑的活性及反應(yīng)穩(wěn)定性。在碳納米管引入量為硅溶膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的20%時(shí)，多級(jí)孔納米ZSM-5分子篩為催化劑時(shí)達(dá)到最高的BTX選擇性及反應(yīng)穩(wěn)定性，相比于傳統(tǒng)納米ZSM-5分子篩其BTX選擇性可提高5個(gè)百分點(diǎn)以上。

碳納米管；多級(jí)孔；ZSM-5分子篩；芳構(gòu)化

ZSM-5沸石分子篩因其具有獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)、良好的水熱穩(wěn)定性以及突出的擇形催化作用，已成為當(dāng)今最重要的分子篩催化材料之一，應(yīng)用在烯烴芳構(gòu)化、異構(gòu)化和烷基化反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的催化性能，可以達(dá)到既降低烯烴含量又保持辛烷值的目的。然而，在催化烯烴的芳構(gòu)化反應(yīng)中，雖然傳統(tǒng)微米ZSM-5分子篩催化劑對(duì)芳構(gòu)化目的產(chǎn)物表現(xiàn)出良好的擇形催化作用，但是存在反應(yīng)物和產(chǎn)物大分子在單一微孔孔道內(nèi)的擴(kuò)散限制問題，從而導(dǎo)致催化劑易積碳失活，反應(yīng)穩(wěn)定性較低。……