多級(jí)孔HZSM-5分子篩的合成及其超臨界烴催化裂解性能.pdf

1、超臨界烴的催化裂解過(guò)程，是解決高超聲速飛行“熱障”的一個(gè)有效途徑。但是，超臨界條件下烴分子在分子篩微孔內(nèi)的擴(kuò)散速率大幅下降，嚴(yán)重地影響了分子篩的催化性能。向微孔分子篩中引入介孔是解決擴(kuò)散限制問(wèn)題的有效途徑之一。本文采用多種方法制備不同結(jié)構(gòu)的多級(jí)孔HZSM-5分子篩，并以超臨界正十二烷的裂解為模型反應(yīng)評(píng)價(jià)其催化性能，旨在闡述多級(jí)孔HZSM-5分子篩微介觀結(jié)構(gòu)對(duì)催化裂解性能的影響規(guī)律。
　　采用季銨堿脫硅法制備了多級(jí)孔HZSM-5分子

2、篩。發(fā)現(xiàn)，以季銨堿為脫硅劑可避免分子篩結(jié)晶度、酸量的過(guò)度損失及非骨架鋁的大量形成。隨季銨堿鏈長(zhǎng)增加，分子篩晶內(nèi)介孔量增多、介孔孔徑增大，催化活性及穩(wěn)定性提高。
　　采用聚合物誘導(dǎo)法合成了多級(jí)孔HZSM-5分子篩。發(fā)現(xiàn)，荷正電的聚（二烯丙基二甲基氯化銨）（PDDA）可誘導(dǎo)分子篩晶內(nèi)介孔形成；通過(guò)預(yù)晶化可提高多級(jí)孔分子篩的結(jié)晶度；增加 PDDA用量，晶內(nèi)介孔孔徑增大，介孔孔徑分布從11-13 nm寬化至11-34 nm，但酸性位可接近

3、性和催化穩(wěn)定性下降。聚乙烯亞胺和聚乙烯吡咯烷酮?jiǎng)t難以誘導(dǎo)分子篩晶內(nèi)介孔形成。
　　采用兩親性硅烷（TPOAC）合成了多級(jí)孔HZSM-5分子篩。發(fā)現(xiàn)，TPOAC可誘導(dǎo)形成孔徑為3-5 nm的長(zhǎng)程有序晶內(nèi)介孔；適宜的溫度及乙醇含量條件下可制備高結(jié)晶度、高比表面積的單分散多級(jí)孔分子篩，介孔量隨TPOAC用量單調(diào)增加、酸量則相反。具有適中的有序介孔量及酸量的多級(jí)孔HZSM-5呈現(xiàn)最佳的催化裂解性能，其初始轉(zhuǎn)化率較微孔 HZSM-5分子篩提

4、高36％，而失活速率則下降57%。
　　采用季銨堿脫硅表面活性劑誘導(dǎo)二次晶化法合成了多級(jí)孔 HZSM-5分子篩。發(fā)現(xiàn)，用四甲基-和四乙基氫氧化銨均可獲得以meso-HZSM-5為核、MCM-41為殼的核-殼型多級(jí)孔分子篩，后者的殼厚達(dá)58 nm，而用四丙基-和四丁基氫氧化銨則無(wú)法形成完整的MCM-41殼層。具有完整MCM-41介孔殼的多級(jí)孔分子篩，呈現(xiàn)較高的催化裂解活性和穩(wěn)定性，與微孔HZSM-5分子篩相比，初始催化裂解活性提高3