超临界正十二烷裂解分子筛催化剂研究

摘要

微孔分子筛的强酸性和高热及水热稳定性,使其在催化领域获得广泛的应用。但是,其微孔范畴的孔道尺寸限制了大分子在其中的吸附和扩散,影响其催化活性。增加分子筛晶内介孔,或增加其外表面积,是强化其扩散性能的有效途径。本文系统研究了碱处理和剥层处理对笼基分子筛MCM-22及孔道基分子筛ZSM-11的孔道结构、酸性质的影响。在结构化催化反应器中,以正十二烷的裂解为模型反应,比较研究了两类分子筛的催化裂解性能。
　　首先,采用碱处理法制备了介孔MCM-22,发现NaOH溶液处理对MCM-22层间的超笼结构没有影响,分子筛孔道内的模板剂对碱处理过程有很大影响。对于未脱模板剂的样品,碱处理仅造成了其片层结构的破碎,产生部分堆积介孔,从而使外比表面积增加,总酸量增加,催化活性增强;对于已脱模板剂的样品,碱处理可产生大量的晶内介孔,但同时使其结晶度大幅下降,催化活性降低。
　　进一步地,对MCM-22分子筛前躯体(MCM-22(P))进行了溶胀和剥层处理。采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMABr)和四丙基氢氧化铵作为扩孔剂,在PH=13.25、溶胀温度80℃、超声时间3h和质量比CTMABr:MCM-22(P)为8.4的条件下,获得了最大的剥离程度。XRD表征证实,剥层后的样品为ITQ-2分子筛。与MCM-22分子筛相比,ITQ-2具有≥700m2.g-1的比表面积和高的强Lewis酸量,在正十二烷裂解反应中表现出更优的活性和稳定性。
　　最后,研究了碱处理对孔道基分子筛ZSM-11的微观结构和催化裂解性能的影响。碱处理可在ZSM-11晶粒内产生4-15nm的介孔,对分子筛的微孔结构影响很小。碱处理后,ZSM-11分子筛的外比表面积增加、酸量增加,催化裂解活性大大提高。

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第一章 文献综述

1.1沸石分子筛的研究现状

1.2 MWW分子筛的概述

1.3 ZSM-11分子筛的概述

1.4级孔分子筛的概述

1.5本课题研究内容及意义

第二章 实验部分

2.1实验原料、设备

2.2 H型分子筛的制备

2.3分子筛的表征

2.4分子筛涂层的制备

2.5催化裂解反应

2.6产物分析

第三章 碱处理对MCM-22分子筛的性能研究

3.1 MCM-22分子筛的合成及碱处理

3.2 MCM-22分子筛的表征

3.3 MCM-22分子筛催化裂解性能研究

3.4本章小结

第四章 剥层沸石ITQ-2分子筛的制备及其催化裂解性能研究

4.1 ITQ-2分子筛的合成

4.2物料及操作参数对ITQ-2合成的影响

4.3 ITQ-2催化裂解性能研究

4.4本章小结

第五章 ZSM-11分子筛的碱处理及其催化裂解性能研究

5.1 ZSM-11分子筛的碱处理

5.2 ZSM-11分子筛的表征

5.3 ZSM-11催化裂解性能研究

5.4本章小结

第六章 结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢