β分子筛改性和性能研究

• 作 者: 曹建秋
• 机 构: 南开大学
• 出 处: 南开大学
• 发表日期: 2005年期
• 关键词: β分子筛酸性 合成改性 氨水浸渍前期处理 亚磷酸 柠檬酸

β分子筛的酸性在诸多反应都是影响催化性能的重要因素，因此有必要寻求一种快捷而简便的表征β分子筛酸性的方法。对分子筛进行合成后改性，改变分子筛骨架硅铝比、酸量、酸性质以及孔结构等，以适用于不同的反应，是本文研究的重点。
采用不同硅铝比的HZSM-5分子筛，以注射进氨、饱和吸附以及氨水浸渍对其进行NH3-TPD研究，提出了氨水浸渍前期处理的NH3-TPD法改进研究。
考察了不同含磷化合物对β分子筛进行改性，研究了磷酸对Hβ分子筛进行浸渍改性，考察了其对分子筛的酸性以及骨架结构的调变，并负载贵金属铂后进行正癸烷异构化催化性能研究。发现，磷酸改性后，分子筛中适量的磷的加入，可使分子筛的强酸中心降低，弱酸中心增加，有效的调变了活性组分Hβ分子筛的酸量和酸强度的分布，使酸中心和金属中心的相互协调作用得到改善。改性后分子筛酸强度的降低，有效的抑制了裂解反应的发生，提高了催化剂的异构化选择性，尤其使得多支链异构化产物的收率明显提高。当磷酸含量为0.75wt.％，铂含量为1.0wt.％时，双功能催化剂的异构化性能最好。
采用亚磷酸对分子筛进行改性，低硅铝比、高亚磷酸负载的β分子筛，尽管具有较强的弱酸中心，总酸量较高，但异构化活性几乎为0。对于高硅铝比低亚磷酸负载的β分子筛，能够明显提高异构化反应活性，提高多支链产物收率。亚磷酸质量含量为0.5％，双功能催化剂的异构化性能最好。
以不同浓度的柠檬酸对Hβ分子筛进行改性，发现分子筛仍保持β分子筛的拓扑结构，同时结晶度提高，酸量增大，TAME醚化性能也有效改善，0.2mol/L柠檬酸改性β分子筛具有最高的醚化产率。对比硝酸、硝酸铵、柠檬酸以及柠檬酸铵改性的β分子筛与Naβ，可以发现，改性后分子筛结晶度明显提高，分子筛酸性酸量有效改变，TAME醚化反应产率有所提高。相比与盐酸交换的Hβ样品，硝酸铵处理的分子筛其TAME醚化活性提高了接近二倍，而柠檬酸改性后，醚化活性也大大提高。