乳液体系中沸石分子筛的制备及其加氢脱硫性能的研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaomi1028
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沸石分子筛的形貌及孔结构性质是影响其使用性能的重要参数。本论文在乳液体系合成了不同形貌的介微孔复合孔道Beta沸石和JZSM-5沸石。在非离子型乳液体系合成出ZSM-5沸石,在阴离子型乳液体系合成出beta和ZSM-5型沸石,并采用XRD、SEM、IR、TG、N2吸附等多种测试手段对常规合成与乳液合成产物进行表征,同时研究了乳液体系中合成上述两种沸石的合成规律。  在环己烷/OP-10/正丁醇/沸石反应混合物组成的非离子乳液体系中,成功合成出具有“棺材状”形貌的介微孔复合孔道ZSM-5沸石,BET表面积高达371.04m2g-1;研究了乳液体系组成、沸石反应物含量、投料水硅比、反应条件等因素对合成的影响。在沸石反应混合物中加入碱金属盐NaCl,可使制备出球状、高结晶度的ZSM-5沸石。氮吸附结果表明,乳液体系下合成的这两种ZSM-5沸石均有介孔,其BET比表面积、微孔比表面积、孔体积均大于常规合成的样品。研究发现,乳液组分能够加速沸石成核与生长并大幅提高ZSM-5沸石的结晶度:相同反应条件下乳液体系合成的ZSM-5沸石结晶度是常规合成样品的2.46倍。  在坏己烷/SDBS/正戊醇/沸石反应混合物组成的阴离子型乳液体系中,成功合成出高结晶度的beta沸石和ZSM-5沸石。考察了各实验参数对Beta沸石合成的影响,结果表明:表面活性剂与沸石反应混合物比值较低时有利于Beta沸石晶体的合成;油相含量不同时会发生晶型的转化;升高晶化温度、延长晶化时间有利于ZSM-5沸石的合成。在阴离子乳液体系下合成出球状、具有堆积结构的ZSM-5沸石,改变乳液配比或在沸石反应混合物中加入NH4Cl可使ZSM-5的形貌分别变为柱状和椭圆柱状,对应BET比表面积分别为371m2g-1和357.30m2g-1。两种样品在30.8A,38.9A和92.6A处具有大量介孔。阴离子乳液体系可缩短ZSM-5沸石的诱导期时间,加快沸石生长速率。晶化过程中随着反应时间的延长,晶化过程中ZSM-5首先形成纳米级无定形球状颗粒,之后颗粒聚集成铁饼状,逐渐长成微米级片层结构,最终片层结构堆积形成轮廓清晰的的球状聚集体。  对所得ZSM-5沸石的加氢脱硫评价实验数据表明,乳液体系下合成的ZSM-5沸石具有良好的加氢脱硫活性。阴离子乳液体系合成的球状ZSM-5催化剂脱硫效率达到52.28%,是参比催化剂活性的2.97倍。相同条件下,乳液体系制备的催化剂脱硫率最低的样品比参比催化剂活性高12.3%。
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