稀土改性HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯

采用浸渍法制备La、Ce、Sm、Eu等稀土(RE)金属改性的HZSM-5分子筛催化剂(RE/HZSM5),考察它们在乙醇脱水制乙烯反应中的催化性能.通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET)和氨程序升温脱附(NH3-TPD)等手段对其物化性能进行表征,并讨论反应温度对La/HZSM-5催化性能的影响.结果表明:少量稀土引入不破坏HZSM-5分子筛的骨架结构,只对表面酸性产生了较大的影响;表面酸量决定RE/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯的性能,酸量的增大有利于乙醇转化率的提高;在不同稀土改性的催化剂中,2%La/HZSM-5的催化性能最佳,在反应温度240 ℃、55%原料乙醇、进料质量空速(WHSV)2.5 h-1的条件下,乙醇转化率和乙烯选择性分别达到99.3%和98.6%.     

水热处理的HZSM—5分子筛的孔结构及活性研究

采用X－射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）、3-TPD、真空重量吸附、静态吸附容量法以及正已烷的裂化反应等方法系统地研究了不同温度下用100％水蒸气处理的HZSM－5分子筛（硅铝比为25，直接法合成）的结构、酸性、吸附性能和催化裂化性能。研究结果表明，随着水热处理温度的升高，HZSM－5分子筛的结晶度虽有下降趋势，但变化不显著，水热处理温度对正已烷吸附量的影响也不大，这说明水热处理后HZSM－5分子筛的结构没有发生明显的变化；随着水热处理温度的升高，HZSM－5分子筛的比表面积减小，二次孔或中孔有增大趋势，酸中心数目减少，活性降低，但其活性稳定性却较高。     

异丙苯在不同硅含量SAPO-5分子筛上的裂化反应特征

在ESR－GC－Computer联机的动态装置下，用固定床微型石英催化反应器，研究不同硅含量SAPO－5（22），SAPO－5（19），SAPO－5（5）及AlPO4－5和HY分子筛对异丙苯裂化反应的催化活性、ESR幅值特征．并测定催化剂的积炭量．结果表明，催化剂的催化活性、ESR幅值及积炭量大小之排序一致，均为HY》SAPO－5（22）＞SAPO－5（19）＞SAPO－5（5）》AlPO4－5．在SAPO－5和AlPO4－5催化剂上，异丙苯反应前后吸附吡啶的IR谱证实，异丙苯在SAPO－5催化剂上的裂化反应是在B酸中心进行的．     

HZSM—23／γ—Al2O3丁烯异构化催化剂的活性和表面酸性

研究了ＨＺＳＭ－２３分子筛和γ－Ａｌ２Ｏ３配比对ＨＺＳＭ－２３／γ－Ａｌ２Ｏ３改性分子筛催化正丁烯异构化反应的转化率和选择性的影响．在中温及低空速条件下，随着配比中γ－Ａｌ２Ｏ３的增加，转化率降低而选择性有所提高．ＸＲＤ．ＴＰＤ及ＦＴ－ＩＲ对催化剂进行表征的结果显示：经改性后的ＨＺＳＭ－２３的总酸量和强酸位减少，而Ｌ酸的浓度增加，正丁烯异构化反应的选择性主要取决于Ｌ酸位浓度．     

红外光谱法研究改性Y型分子筛表面酸性与活性的关系

用红外光谱法研究了改性Y型分子筛的表面酸性,并考察了烷基化反应活性与酸性质的关系。结果表明:经过离子交换之后的Y型分子筛催化剂活性和寿命没有明显提高,但是加La2O3后,总B、L酸量减少,催化剂的活性和寿命都得到了提高。     

不同沸石催化剂上苯与1-十二烯烷基化

利用NH3－TPD测定了4种沸石分子筛的酸性，并考察了4种分子筛在苯与1－十二烯烷基化反应中的催化性能，揭示了沸石分子筛的酸性，孔结构对其催化活性和产物选择性的作用规律，发现沸石分子筛经水热处理和酸处理，调变了孔结构和酸性，进而提高其催化活性。     

ZSM—5分子筛上液化石油气芳构化反应的研究

采用常压连续流动微反装置，考察了液化石油气在HZSM－5分子筛及各种改性分子筛上的芳构化反应，并对抑制积炭延长分子筛活性稳定性方面做了研究。根据测得的催化剂样品上的吡啶吸附红外光谱及氨的TPD结果，提出了芳构化的活性中心是由B酸与L酸共同构成，B酸与L酸应有适宜配比的观点。     

分子筛催化苯和低浓度Cl_2混合气制氯化苯的性能

以HCl为Cl源经催化氧化,制备不同组成的HCl和Cl_2等的混合气体。考察在分子筛催化下混合气体中Cl_2浓度对苯氯化反应速率和Cl_2利用率的影响。比较不同氢型分子筛HY、HZSM-5、Hβ和稀土改性Y型分子筛(REY)的孔道结构、酸性对苯氯化反应的催化性能。通过BET、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、吡啶吸附傅里叶红外光谱(Py-FT-IR)等技术对催化剂进行表征。结果表明:混合气体中Cl_2浓度对苯氯化反应影响很小,分子筛的孔道结构及其酸种类是影响苯转化率的关键因素;Hβ分子筛由于其具有三维特殊孔道、合适的酸强度和较多的Lewis酸(L酸)酸量,其催化活性明显优于HY、HZSM-5分子筛;REY分子筛含L酸最多,催化活性最高。当Cl_2质量分数为15%,反应3 h时,在REY分子筛催化下,氯化苯的平均生成速率为8.4 g/(g·h)。     

MgO修饰的HZSM-5分子筛对甲苯甲醇烷基化反应性能的影响

采用浸渍法制备了系列MgO修饰的HZSM-5分子筛催化剂，通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)、吡啶红外(Py-IR)等方法对修饰前后的HZSM-5分子筛催化剂进行表征，并在固定床反应器上对催化剂的性能进行评价.结果表明：MgO的修饰并未对HZSM-5分子筛的晶体结构有明显影响，但是部分MgO优先覆盖了分子筛表面的强酸位，从而降低了分子筛的酸强度，并改变了B酸/L酸比例；同时由于MgO堵塞部分孔道造成分子筛比表面积降低，进一步降低了分子筛表面酸性位的数量，影响甲苯甲醇烷基化反应性能和产物分布.MgO修饰后的HZSM-5分子筛，虽然使甲苯转化率降低，抑制了甲苯歧化反应、深度烷基化反应和缩聚反应的发生，但是有利于对二甲苯和乙基甲苯的生成，表现出一定的择形催化性能.     

HZSM-5分子筛的改性及其催化裂解废轮胎制备低碳烯烃

用不同浓度氢氧化钠溶液对硅铝比为200的商业HZSM-5分子筛进行了扩孔改性,利用粉末X射线衍射、扫描电镜、NH₃程序升温脱附和N₂吸脱附对改性分子筛的晶体结构、孔结构、形貌和酸性进行了表征,考察了改性HZSM-5分子筛在催化裂解废轮胎反应中的性能.结果表明,通过改变氢氧化钠溶液的浓度,可以一定程度调控分子筛晶体的孔结构和酸量.随着碱浓度增大,改性HZSM-5分子筛平均孔径增大,而介孔孔容和酸量先增加后减少.经0.4 mol/L氢氧化钠溶液改性处理后的HZSM-5分子筛催化剂,介孔孔容及酸量最大,其催化裂解废轮胎低碳烯烃选择性最高,达到了32.39%,远高于商业HZSM-5分子筛.      

La-ZSM-5分子筛催化合成吡啶碱的研究

研究了在La-ZSM-5分子筛上的吡啶碱合成反应,详细考查了反应温度、原料配比（甲醛/乙醛摩尔比、醛/氨摩尔比）、空速、催化剂寿命等因素对该反应的影响,并优化了反应条件.研究显示反应温度400℃,原料配比（甲醛/乙醛）1：1（mol）、醛/氨比0.5（mol）,空速为1200h-1左右吡啶碱的总收率可达85%,催化剂寿命达到100h以上,为吡啶碱的工业化提供了详细参考资料.     

气固相同晶取代法Ti—ZSM—5沸石的表征及催化性能

以ＴＥＡＢｒ作为模板剂合成的ＺＳＭ－５沸石为母体,采用固相同晶取代法制得Ｔｉ－ＺＳＭ－５沸石。苯酚与稀双氧水的羟基化反应结果表明,Ｔｉ－ＺＳＭ－５沸石具有显著的催化性能。     

强酸性和水热稳定的MCM-41分子筛的合成

以ZSM 5沸石分子筛为原始硅铝源,在碱性条件下,通过水热法合成出了孔壁含有ZSM 5预结构单元的MCM 41介孔分子筛。采用XRD、N2 吸附脱附、FT IR和NH3 TPD等表征手段对样品进行分析,结果表明该分子筛是含有ZSM 5 沸石预结构单元的六方晶相结构,该介孔分子筛的孔壁明显厚于常规方法合成的MCM 41,具有较高的水热稳定性和较强的酸性。     

Zr—Fe—ZSM—48的合成及催化性能的研究

研究了Zr-Fe-ZSM-48沸石的合成、表面性能及其负载催化剂在CO加氢反应中的催化性能。结果表明：与Si-ZSM－48和Fe-ZSM-48相比,Zr-Fe-ZSM-48中的Zr和Fe同时进入ZSM－48分子筛骨架,使分子筛表面的弱碱中心失,出现多个不同的强碱中心。Zr-Fe-ZSM-48负载铁钾催化剂有利于铁的还原,但各还原过程的还原比例与KFe-Si-ZSM-48和KFe/Fe-ZSM－48相比有着较大差异。KFe/Zr-Fe-ZSM-48在CO加氢反应中活性和选择性都较低。     

HZSM-5催化剂的催化脱硫反应研究

采用浸渍法制备了一系列不同镧负载量的HZSM 5分子筛催化剂,并对其进行了X射线衍射、红外光谱、比表面和NH3-程序升温脱附等方面的表征。结果表明,HZSM 5分子筛的结晶度均达到了85%以上,掺镧后的HZSM 5分子筛在波数1100cm-1附近的非对称振动特征峰有一定程度的蓝移,BET法的比表面积及直径、单点体积、BJH法的吸附体积及脱附体积均有所增大,反应的比表面活性有所提高,致使弱酸量大幅度减少,中强酸、强酸量大幅度增大。在活性氢物质甲醇存在时,固定床微型反应器中噻吩的催化转化反应结果表明,催化剂的脱硫反应活性明显增强,噻吩转化率提高,噻吩转化为H2S的量增加,但液相产物趋向复杂,选择性有所降低,且在掺镧约1 0%左右噻吩的转化率达到51.3%。     

Cu-ZSM-5分子筛吸附NOx的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)方法对Cu+在ZSM—5分子筛孔道内的位置进行了系统地研究,并在此基础上对NOx(NO,N2O,NO2)分子在Cu—ZSM—5不同孔道内的吸附进行了考察。采用包含完整直孔道、正弦孔道以及两孔道交叉处的22T模型,确定了Cu+在ZSM—5分子筛内的三种可能位置:直孔道内、孔道交叉处和正弦孔道内。研究结果表明,Cu+与2—3个骨架氧原子形成配位键负载于ZSM—5分子筛内;三种结构模型中,Cu+在孔道交叉处的构型最稳定。对Cu—ZSM—5吸附NOx的研究表明,NOx与分子筛均可通过形成Cu—N键而发生较强的相互作用,从而不同程度地削弱了NOx分子中的N—O键,使N—O键长增长。在Cu—ZSM—5的三种结构模型上,NO,N2O,NO2分子的吸附情况有所不同,其中NO,NO2在Cu+位于直孔道的模型上的吸附均引起铜向孔道交叉处迁移,形成的吸附复合物与Cu+位于孔道交叉处的吸附复合物几乎收敛于同一构型。表明由于孔道交叉处空间较大,使NO,NO2更容易达到稳定的平衡状态。吸附复合物总能量数据表明进一步的反应很有可能发生在Cu—ZSM—5分子筛的孔道交叉处。     

用碱处理的ZSM-5沸石合成MCM-41型结构复合分子筛的研究

以现有的工业ZSM-5作为原料，采用碱处理ZSM-5的浆液或滤液作为硅铝源，与表面活性剂在水热条件下进行自组装得到具有微孔、介孔双孔分布的MCM-41型结构复合分子筛，并采用X射线衍射、N2吸附脱附、红外光谱等测试手段对合成的样品进行了分析表征，考察了主要合成条件对分子筛性能的影响。结果表明，根据ZSM-5碱处理程度的不同，采用浆液得到的样品可能含有少量ZSM-5沸石的晶粒，但随着碱浓度升高或碱处理时间的延长，ZSM-5沸石晶粒的量逐渐减少，而采用滤液合成的样品中不存在独立的ZSM-5沸石的晶粒。     

含铌硅磷铝双功能分子筛催化剂的合成及结构表征

合成了铁磷铝(FeAPO-5)、铁硅磷铝(FeSAPO-5)和铌铁硅磷铝(NbFeSAPO-5)分子筛催化剂,并采用XRD、红外光谱和固体魔角旋转核磁共振等方法对合成的催化剂进行了结构表征。结果表明:合成的分子筛具有AlPO4-5的骨架结构,并且铁、硅和铌金属杂原子进入了分子筛骨架。以丙酮醛和甲醇作为合成丙酮酸甲酯的原料,考察了NbFeSAPO-5分子筛催化剂的催化氧化及催化酯化性能,结果表明铁元素进入分子筛骨架使催化剂具有良好的催化氧化性能,而硅和铌的引入提高了分子筛的酸性和催化酯化性能,使NbFeSAPO-5分子筛催化剂成为同时具有催化氧化和催化酯化性能的双功能催化剂。     

B,A1-ZSM-5沸石的制备及其在烷基化反应中的应用

将改性物质硼酸在沸石合成中引入，制得了 Ｂ，ＡＩ—ＺＳＭ—５沸石，简化了改性过程。经 Ｘ射线衍射谱证明：合成的 Ｂ，ＡＩ—ＺＳＭ—５沸石具有典型的 ＺＳＭ—５沸石结构特征。由沸石的晶胞参数和晶胞体积明显减少；以及ＩＲ骨架振动谱图表明硼已进入沸石骨架，并随硼含量的增加，使催化剂的总酸量逐渐下降，增加了 Ｌ酸中心的含量，强 Ｌ酸中心增多。在 Ｂ，ＡＩ—ＺＳＭ—５沸石催化剂上的甲苯－乙醇烷基化反应，使对乙基甲苯的选择性明显地增加，对乙基甲苯含量占总乙基甲苯量的８２％左右。     

丙烯的催化二聚

为筛选丙烯二聚催化剂,探讨丙烯二聚反应的活性中心及反应机理,制备了一系列Ｚｎ或ＺｎＭｇ 、ＺｎＮｉ 双组分改性ＺＳＭ５ 沸石催化剂,采用ＩＲ、ＮＨ３ＴＰＤ 研究了其表面酸性,用脉冲微反技术评价了它们的丙烯转化活性和二聚选择性－ 结果表明：在指定反应条件下,ＺｎＭｇ／ＮＨ４ＺＳＭ５（ＩＭ） 样品的丙烯转化率达９４－２ ％ ,二聚选择性近１００ ％ － 在此样品上丙烯二聚按正碳离子机理进行,其活性中心是Ｂ 酸中心;强Ｂ 酸减少,丙烯二聚选择性增加