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本文制备了一种高效新型固体酸催化剂,用于TAME裂解制备高纯异戊烯反应。成功制备了以γ-Al2O3为载体,活性组分修饰并添加助剂的催化剂;评价了活性组分和助剂的浸渍浓度、浸渍时间和焙烧温度对催化剂反应性能的影响;并且表征了催化剂结构和表面酸性性质。 研究结果表明以γ-Al2O3为载体、Nb2O5为活性组分、H酸为溶剂、Z为助剂制得的Z/Nb2O5-H/γ-Al2O3催化剂,在固定床微型反应装置上进行评价,常压下,反应温度范围为155℃-195℃,进料空速为1h-1-6h-1,TAME转化率、异戊烯选择性和甲醇选择性均在99.0%以上。 Z/Nb2O5-H/γ-Al2O3催化剂与现有工业催化剂相比,最佳反应温度降低了近40℃,极大的减少了生产能耗,降低了异戊烯的生产成本;进料空速最大提高6倍,操作平台更宽广,可以及时调整异戊烯的生产速率从而规避市场风险。 通过XRD、SEM对该催化剂结构表征表明:活性组分和助剂在载体表面分散良好;通过NH3-TPD和酸碱滴定对催化剂表面酸性质表征表明:Z/Nb2O5-H/γ-Al2O3催化剂显弱酸性,活性组分和助剂增加了催化剂表面的酸量;通过Py-IR对该催化剂表面酸种类表征表明:Z/Nb2O5-H/γ-Al2O3催化剂表面存在B酸和L酸,Z助剂的加入对催化剂的总酸量以及B酸和L酸比例产生明显的影响,研究结果表明,合适的CB/CL值能够促进TAME裂解反应。