t-ZrO_2/SAPO-34质量比对t-ZrO_2/SAPO-34复合催化剂物化性质及其甲醇制烯烃催化性能的影响

摘要

采用介孔t-ZrO_2对微孔SAPO-34分子筛进行复合改性,利用水热包覆技术制备了t-ZrO_2/SAPO-34复合催化剂,研究了t-ZrO_2/SAPO-34质量比(m(t-ZrO_2)/m(SAPO-34))对复合催化剂物化性质和甲醇制烯烃(MTO)催化性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、程序升温脱附(NH_3-TPD)和N_2吸附-脱附(BET)等手段对不同复合催化剂的晶相组成、骨架结构、微观形貌、表面酸性及孔结构进行分析表征。结果表明,m(t-ZrO_2)/m(SAPO-34)对t-ZrO_2/SAPO-34复合催化剂的物化性质和催化性能影响较大。过高或过低m(t-ZrO_2)/m(SAPO-34)制得的复合催化剂中SAPO-34分子筛结晶度和骨架结构特征均有所减弱,分别呈现以介孔为主和以微孔为主的孔结构特征;当m(t-ZrO_2)/m(SAPO-34)为1/1时,制得的复合催化剂形成了包覆相结构和微-介孔层级结构(微孔比表面积113 m^2/g,介孔比表面积176 m^2/g,总比表面积289 m^2/g,总孔体积0.19cm^3/g),总酸量较大(0.344mmol/g);在常压、反应温度380℃、N_2流速20mL/min、进料空速2h^(-)的MTO反应条件下,复合催化剂表现出优越的催化性能、稳定性及反应寿命,甲醇转化率和低碳烯烃选择性分别达到100%和90.54%,催化寿命达到1130min,与单一SAPO-34分子筛相比,催化寿命延长了768min。