学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示
Ag改性ZSM-5分子筛催化剂水热稳定性研究
作 者: 何晓京
导 师: 王正宝
学 校: 浙江大学
专 业: 化学工艺
关键词: 沸石分子筛 水热稳定性 银 脱铝 ZSM-5
分类号: TQ426
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 121次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
内容摘要
沸石分子筛作为酸性催化剂广泛应用于石油化工行业,例如,Y型分子筛用于流化床催化裂化(FCC)和加氢裂解;ZSM-5分子筛用于二甲苯异构化、加氢脱蜡、烷基化和芳构化。由于分子筛再生过程需要在600℃及以上温度水蒸气存在情况下进行或再生过程中会产生水蒸气,而在高温水蒸汽处理过程中,分子筛容易脱铝,引起Al-OH-Si桥式羟基脱除,导致Brφnsted酸(B酸)减少。因此,防止和减少分子筛脱铝是沸石催化剂领域不断关注的课题,尤其是催化裂化应用领域。现在大多采用P或稀土金属改性来提高沸石的稳定性,但是沸石的酸量将会降低,酸强度发生变化,而且仍然不是很稳定。沸石催化剂的高温水汽处理脱铝主要是由分子筛的质子酸(H+)引起的,又由于Ag很容易氧化还原,所以本论文提出采用Ag改性ZSM-5分子筛来提高分子筛的水热稳定性。通过离子交换,Ag进入分子筛阳离子位,有望消除水汽处理时质子酸的影响。本文利用各种表征手段研究分子筛的酸性和催化活性的变化来考察Ag改性对水热稳定性的影响。研究内容和实验结果如下:HZSM-5与Ag+离子交换制备得到不同Ag含量的AgHZSM-5分子筛。在各种不同条件下对AgHZSM-5分子筛进行水汽处理,测定样品的氮吸附等温线、NH3-TPD、Py(吡啶)-IR和正己烷裂解数据。AgHZSM-5分子筛空气下预处理后在600℃空气气氛下水汽处理,其正己烷裂解活性、NH3的强脱附峰以及吡啶吸附中B酸位峰均比HZSM-5分子筛水汽处理后的高;随着Ag含量增加,水汽处理后留下的酸量越多。这些结果表明:Ag+位于分子筛的阳离子位时(氧化状态下),可以有效地提高分子筛的水热稳定性。AgHZSM-5分子筛在空气中预处理后再氮气或全水蒸气情况下水汽处理4h后,分子筛的裂解活性和酸量都比在空气中水汽处理后的低。在氮气或全水蒸气情况下水汽处理8h后分子筛的裂解活性和酸量降低的更多,与HZSM-5水汽处理4h后相近。而空气中水汽处理8h后,AgHZSM-5分子筛的裂解活性和酸量与4h相比没有很大的变化。还原后的AgHZSM-5分子筛600℃氮气气氛下水汽处理后,其正己烷裂解活性、NH3的强脱附峰以及吡啶吸附中B酸位峰均与HZSM-5分子筛水汽处理的接近,表明还原后Ag不能稳定分子筛的骨架结构。这些都说明只有在空气中进行水汽处理时,Ag物种才能更好地改善分子筛的水热稳定性。由于Ag+能完全还原成原子或原子簇,使质子酸完全恢复,和P改性不同的是Ag的加入并不影响分子筛的催化活性。由于AgHZSM-5分子筛催化剂中仍然存在着H+,这部分H+仍然会促进分子筛的脱铝,所以本文又通过Ag+离子交换NaZSM-5制得AgNaZSM-5,对AgNaZSM-5分子筛进行不同预处理后水汽处理,并延长水汽处理时间,研究对其水热稳定性影响。结果表明:在空气气氛下,AgNaZSM-5具有良好的水热稳定性,600℃水汽处理16 h,分子筛基本不脱铝。在非氧化气氛下,高温水汽处理发生反应H2O+2Ag+(阳离子位)=2Ag+2H+(阳离子位)+1/202,分子筛水热稳定性差。还原后的Ag改性ZSM-5在吡啶吸附红外光谱中能很好地显示出B酸中心,而在氦气作载气的NH3-TPD中没有在B酸中心对应的温度处出现高温峰,却仍然在Ag离子对应的温度处出现。我们推测在没有还原性气体存在时还原后的Ag粒子可能又部分重新进入阳离子位。由氢气载气下的NH3-TPD可知,在氢气气氛下,分子筛中的Ag+容易被还原,Ag粒子可以和阳离子位的H+稳定存在。
|
全文目录
致谢 4-5 摘要 5-7 Abstract 7-10 目录 10-13 第1章 文献综述 13-29 1.1 前言 13-16 1.1.1 ZSM-5分子筛结构 14 1.1.2 ZSM-5分子筛在工业催化方面的应用 14-15 1.1.3 改性ZSM-5分子筛水热稳定性意义 15-16 1.2 沸石分子筛的改性 16-18 1.2.1 沸石分子筛的阳离子交换改性 16-17 1.2.2 沸石分子筛的脱铝改性 17 1.2.3 分子筛骨架的杂原子同晶置换 17-18 1.3 改性ZSM-5分子筛水热稳定性研究 18-20 1.3.1 Y型、ZSM-5分子筛的稀土改性 18-19 1.3.2 ZSM-5分子筛的磷改性 19-20 1.4 Ag改性ZSM-5分子筛的研究情况 20-24 1.4.1 分子筛中存在的Ag物种 21-22 1.4.2 Ag在ZSM-5分子筛中的氧化还原过程 22 1.4.3 Ag改性ZSM-5分子筛的NMR表征 22-23 1.4.4 Ag改性沸石分子筛的工业应用 23-24 1.5 分子筛催化剂的表征方法 24-27 1.5.1 XRD表征 24-25 1.5.2 氮吸附表征 25 1.5.3 TPD表征 25-26 1.5.4 MAS-NMR 26 1.5.5 IR表征 26-27 1.5.6 正己烷裂解模型反应 27 1.6 本论文的研究思路 27-28 1.7 本论文研究的主要工作 28-29 第2章 实验内容 29-37 2.1 仪器和试剂 29-30 2.2 催化剂制备 30-31 2.2.1 HZSM-5催化剂的制备 30 2.2.2 AgHZSM-5催化剂的制备 30-31 2.2.3 NaZSM-5催化剂的制备 31 2.2.4 AgNaZSM-5催化剂的制备 31 2.3 催化剂的处理条件 31-33 2.3.1 空气氧化处理 31-32 2.3.2 氢气还原处理 32 2.3.3 空气氧化水汽处理 32 2.3.4 氢气还原水汽处理 32 2.3.5 氮气水汽处理 32 2.3.6 全水汽处理 32-33 2.4 催化剂的表征 33-37 2.4.1 分子筛催化剂中银含量的测定 33 2.4.2 氮吸附等温线测定 33 2.4.3 正己烷裂解反应 33-34 2.4.4 NH_3-TPD表征 34-35 2.4.5 Py-IR表征 35-37 第3章 AgHZSM-5水热稳定性研究 37-61 3.1 焙烧温度对分子筛酸性的影响 37-38 3.2 水汽处理气氛的影响 38-41 3.2.1 吡啶-IR结果 38-40 3.2.2 正己烷催化裂解数据 40-41 3.3 Ag含量对分子筛水热稳定性的影响 41-50 3.3.1 水汽处理前AgHZSM-5的性质 41-47 3.3.1.1 NH_3-TPD结果 41-44 3.3.1.2 吡啶-IR结果 44-46 3.3.1.3 正己烷催化裂解数据 46-47 3.3.2 水汽处理后AgHZSM-5的性质 47-50 3.3.2.1 NH_3-TPD结果 47-48 3.3.2.2 吡啶-IR结果 48 3.3.2.3 正己烷催化裂解数据 48-50 3.3.2.4 氮吸附结果 50 3.4 水汽处理时间对分子筛水热稳定性的影响 50-54 3.4.1 吡啶-IR结果 51-53 3.4.2 正己烷催化裂解数据 53-54 3.5 预处理条件的影响 54-56 3.5.1 吡啶-IR结果 54-56 3.5.2 正己烷催化裂解数据 56 3.6 AgHZ-3-OS吡啶-IR预处理条件的影响 56-59 3.7 小结 59-61 第4章 AgNaZSM-5水热稳定性研究 61-74 4.1 预处理条件对水热稳定性影响 61-64 4.1.1 氮吸附结果 61-62 4.1.2 NH_3-TPD结果 62-63 4.1.3 正己烷催化裂解数据 63-64 4.2 水汽处理时间对水热稳定性影响 64-69 4.2.1 氮吸附结果 64-65 4.2.2 NH_3-TPD结果 65-66 4.2.3 吡啶-IR结果 66-68 4.2.4 正己烷催化裂解数据 68-69 4.3 水汽处理气氛对水热稳定性影响 69-71 4.3.1 NH_3-TPD结果 69-70 4.3.2 正己烷催化裂解数据 70-71 4.4 硅铝比280的AgNaZSM-5水热稳定性研究 71-72 4.5 小结 72-74 第5章 结论与展望 74-77 5.1 结论 74-75 5.2 论文创新之处 75 5.3 展望 75-77 参考文献 77-82 作者简介及攻读硕士期间取得的科研成果 82
|
相似论文
- 新型银基无镉中温钎料组织性能的研究,TG425.2
- 基于电穿孔技术的活细胞表面增强拉曼光谱研究,R318.51
- 四川宁南银厂沟—骑骡沟铅锌矿床地质地球化学特征研究,P618.4
- 不同脂肪源对异育银鲫生长、体脂沉积和血液生化指标的影响,S963.1
- 蛋膜固相萃取在环境水样微量金属元素分析中的应用,X832
- 阳离子微乳液体系MFI型沸石分子筛的合成,TQ424.25
- 寻常型银屑病不同分期及证侯T淋巴细胞亚群的研究,R275.9
- 去神经对大鼠肝再生的影响研究,R363
- 根管显微镜在根管倒充中应用的实验研究,R781.05
- 抗菌织物对常见皮肤癣菌抑菌作用的实验研究,R758.5
- G31P对体外培养HaCaT细胞及银屑病鼠模型中IL-8拮抗作用的实验研究,R758.63
- 前牙全冠修复的临床效果分析,R783.4
- Ⅰ型、Ⅱ型寻常型银屑病临床分析和ERβ在其皮损中的表达及意义,R758.63
- 中国银联甘肃分公司二代系统推广策略研究,F832.2
- 激光再现体积全息图的研究,O438.1
- 纳米银修饰多壁碳纳米管复合材料的制备和杀菌性能研究,TB383.1
- 层层组装法制备SERS基底及应用于有机小分子检测的研究,O657.3
- 纳米二氧化钛的制备及光催化性能研究,O643.36
- 无钯活化金属化织物的制备及性能研究,TS106
- 一种基于鱼胶原的抗菌止血医用敷料的制备及其性能研究,TS106.67
- 纳米磷酸铁锂的制备与改性,TM912
中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 试剂与纯化学品的生产 > 催化剂(触媒)
© 2012 www.xueweilunwen.com
|