纳米HZSM-5沸石原位负载磷钼酸和镍催化剂的制备、表征及正辛烷加氢转化研究

【作者】 陈立东； 王祥生； 郭洪臣； 郭新闻； 陈永英； 李桂民； 翟玲娟；

【机构】 大连理工大学精细化工国家重点实验室和催化与科学工程系；

【摘要】 杂多酸以其优异的酸性和氧化还原性质在酸催化和氧化催化反应中有着广泛的应用。利用原位法合成磷钼酸和超稳Y沸石复合催化剂已见文献报道。目前还没有关于利用原位合成法合成纳米HZSM-5沸石和杂多酸的复合催化剂的报道。本文在采用磷酸和纳米HZSM-5原粉等混合物的泥浆原位制备复合催化剂。通过IR、NH3-TPD、Py-IR、XRD、和31p NMR和SEM等手段对催化剂进行表征。HZSM-5沸石的SEM显示ZSM-5的晶体尺寸为50-70 nm。纳米晶ZSM-5具有比微米 ZSM-5更多的吸附正己烷,环己烷和2,2,3-三甲基丁烷的能力。2,2,3-三甲基丁烷等大分子的吸附表明纳米晶ZSM-5存在晶间空隙的二次孔。原位合成的磷钼酸保持着Keggin骨架结构,而浸溃法制备的催化剂中磷钼酸分子发生了部分的碱解。原位合成制备的磷钼酸高度的分散在纳米HZSM-5 的二次孔中,但不能进入HZSM-5内孔。与其它催化剂相比,原位法制备的催化剂提高了催化剂强酸中心的浓度。酸浓度的增加源于磷钼酸分子和HZSM-5的Al-OH或Si-OH之间的质子转移作用。以正辛烷的临氢转化为探针反应的研究结果表明,在纳米HZSM-5沸石上磷钼酸和镍的引入大大提高了正辛烷的芳构化率和产生短链异构烷烃的异构化能力。这种活性的改善源于催化剂强酸中心浓度的增加及Bronsted和Lewis酸的协同作用。更多还原