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本论文致力于甲烷无氧芳构化制苯反应体系的催化剂改性及研究,考察其酸性和孔道结构对反应性能的影响。
考察不同Si/A1比Mo/HZSM-5催化剂的芳构化性能。Si/A1比为40的载体制备的催化剂酸性适中,产物积碳选择性低,苯生成速率高,具有较好的芳构化性能。
通过不同预处理方法对载体进行改性。先碱处理后酸处理的改性方法优势最为明显。碱处理过程引起分子筛部分骨架脱硅,产生一部分中孔,使催化剂具较好容炭能力。酸处理过程导致分子筛骨架脱铝,降低分子筛孔道内的B酸浓度。酸碱处理结合改性,使得催化剂获得更高的苯生成速率并能长时间保持活性。
考察不同Mo负载量对催化剂性能的影响。6﹪Mo(wt)/HZSM-5催化剂表现出最佳反应性能。适中Mo负载量既可保证催化剂具备足够金属活性中心和合适酸性,也不会引起分子筛孔口堵塞及孔道内有限空间的下降,使催化剂保持良好稳定性。
采用Si/A1为40,先碱处理后酸处理后载体浸渍法制备所得6﹪Mo(wt)/HZSM-5催化剂,反应活性评价结果显示较佳反应温度为973K,较佳空速范围在1400ml/g·h~2100ml/g·h之间。
利用XRD及N2吸附测中孔分布两种表征,对催化剂上Mo的落位情况,载体孔结构的变化进行了分析,分析结果与反应评价结果一致。