不同晶粒ZSM-5沸石分子筛对合成气羰基化反应性能的影响

发布时间：2021-07-07 21:41

　　对沸石分子筛而言,分子筛的孔道、孔径、孔容和微孔等物理性质和酸性影响它的活性.通过调节和控制以上物理性质能够提高产物选择性和收率,降低副产物,从而促进反应性能提高活性.我们考察了ZSM-5分子筛的晶粒度和硅铝比对合成气羰基化反应性能的影响.结果表明,晶粒度小及具有一定比例的中强酸中心的ZSM-5沸石分子筛对反应有利,但晶粒度比较大即1和3μm的ZSM-5沸石分子筛目标产物选择性比较低.纳米级的ZSM-5沸石分子筛催化剂在反应中表现出较高的活性及较低的副产物选择性,是适宜的合成气羰基化反应催化剂载体.温度考察结果可知,反应温度为300℃时,效果为最佳.其中, 30～50 nm的ZSM-5沸石分子筛催化剂CO转化率为55%,乙酸甲酯和甲酸甲酯选择性之和为52%,而晶粒度3μm时, CO转化率仅为25%,乙酸甲酯和甲酸甲酯选择性之和为20%,是30～50 nm沸石分子筛的一半.当反应继续升温时,副产物的选择性也随之增加,是因为所生成的中间产物和甲醇等继续进行各种反应生成二甲醚、芳烃、烷烃以及裂解生成CO₂等干气. 

【文章来源】：分子催化. 2020,34(02)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

ZSM-5沸石分子筛合成示意图

图2为反应装置图, 催化剂的评价是在微型固定床反应装置中进行, 它是自建的且可连续进样. 首先将制得的催化剂粉末压片、 粉碎、 筛分, 取粒度为0.450～0.280 mm的催化剂1 g装入20 cm ×Φ6 mm的直通反应管; 反应温度为100～350 ℃、 反应压力为常压; 以纯一氧化碳(99%)和纯氢气为进料, 且二者的摩尔比为1∶1, 原料及羰基化反应产物有甲酸甲酯、 乙酸甲酯, 二甲醚, 甲醇等, 产物采用GC7890T型气相色谱仪(2HD2008型50 m×Φ0.20 mm×0.5 μm毛细管柱, FID检测器和GC检测器)进行分析. 分别用CO转化率和乙酸甲酯选择性表示催化剂的活性和选择性. 用质量流量计来控制一氧化碳和氢气的进气量.反应进行时, 一氧化碳和氢气按照计量分别通过质量流量计进入反应前混合器进行混合、 预热后再进入反应器进行反应. 最后用色谱检测器对反应后的物质进行在线分析和检测.

选择了4种不同晶粒尺寸的ZSM-5沸石分子筛作为研究对象, 研究对象的透射电镜和扫描电镜照片见图3. 由图可见, 沸石分子筛样品晶粒为立方体, 结晶性良好, 平均晶粒尺寸约为30～50以及300 nm, 1和3 μm.由图可见, 图(a)和(b)为纳米晶粒样品, 因为有较大的表面吉布斯自由能, 因此呈现不规则团聚状, 微米级样品图(c)和(d)则分散较好、 形状规则、 颗粒均匀基本上是单晶状态.

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]纳米Au/HZSM-5沸石催化剂的制备与正丁烷转化研究[D]. 艾沙·努拉洪.大连理工大学 2013



本文编号：3270421