MCM-48催化剂的合成、表征与异构化性能分析.pdfVIP

大 庆 石 油 学 院 学 ’报 第33卷 第 1期 2009年 2月 JOURNAIOFDAQING PETROI，EUM INSTITUTE Vo1．33 No．1 Feb． 2009 MCM--48催化剂的合成、表征与异构化性能分析 汪颖军，孙 博，张海菊 (大庆石油学院 化学化工学院，黑龙江 大庆 163318) 摘 要 ：采用XRD、BET吸附、红外吡啶吸附等方法 。对所制备 的MCM一48中孔分子筛催化剂进行表征 ，考察反应 温度、还原温度和还原氢气流速对异构化催化性能的影响．结果表明，McM一48负载活性组分后，仍然保持着 良好的长 程有序性 ，具有典型的中孔物质吸附曲线，比表面积为 943m ／g，MCM一48催化剂具有 B酸性和 L酸性 ；MCM一48对 正庚烷异构化反应具有较好 的异构化性 能，当还原温度为 400℃、反应温度 为 300℃，Hz流速 为 30mI／rain时，催化剂 催 化性能最好 ，正庚烷转化率 为 10．5 时 ，异构化选择性达到 70．6 ． 关 键 词 ：杂多酸；McM一48催化剂 ；异构化 ；正庚烷 中图分类号 ：TQ032．41 文献标识码 ：A 文章编号：1000—189l(2009)01—0052—04 0 引言 YanagisawaTE等于 l990年首次合成FSM一16三维中孔分子筛材料．由于 FSM一16的合成步骤 繁琐 ，且中孔相结构也不够理想，因此并没有引起人们的注意．BeckJS等口 首次在碱性介质 中经水热 晶化合成硅筛系列材料 M41S．这类材料在催化 、分离等方面得到较广泛的应用，其中MCM一48具有约 2．6nm 的均一孔径 、r三维螺旋面孔道结构，以及 良好的长程周期性、稳定的骨架和良好的传输性能．这些 特点更适合于异构化反应后 的大分子的传输 ，其具有酸性适 中和孔道在 2～50nm之间可调等优点，为制 备高金属分散度和物质传输速率的多相催化剂提供 了契机．杂多酸作为固体酸催化剂I4]，由于其独特结 构和较强的酸性通常会表现 出更高的催化活性和选择性 ．笔者制备了MCM一48催化剂，进行 了XRD、 BET吸附、红外吡啶吸附等表征分析 ，并以正庚烷异构化为探针反应，在催化剂用量为0．2g，正庚烷流速 为 2mL／h的条件下，考察了反应温度、还原温度 、还原氢气流速和硅钨酸 (SiW )及镍 (Ni)负载量对异构 化催化性能的影响． 1 实验 1．1 药 品及仪器 药品：正硅酸乙酯 ((CH O)Si)，分析纯 ；十六烷基三 甲基溴化铵 (CTAB)，分析纯；NaOH，分析纯 ； 去离子水，自制；1mol／L硝酸铵溶液 (自配)；硝酸镍 ，分析纯 ；磷钼酸，分析纯 ；正庚烷 ，分析纯． 仪器 ：D／max--2200型 X射线衍射仪 ；NVOA／2000e型 比表面分析仪；Spectrum2000型红外吡啶吸 附仪． 1．2 催化剂的合成 1．2．1 MCM一48分子筛 将十六烷基三甲基溴化铵和氢氧化钠颗粒溶于一定量的蒸馏水中，剧烈搅拌一段时间后，将一定量的 正硅酸乙酯逐滴加入到不断搅拌的混合液中，继续搅拌至溶液呈 白色凝胶状．将混合物转移至密闭的聚 四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，晶化 3d，冷却后用蒸馏水洗涤 、抽滤、干燥 ，得 MCM一48分子筛原粉 ， 收稿 日期 ：2008—07—30；审稿人 ：胡云峰 ；编辑 ：陆雅玲 基金项 目：黑龙江省科技攻关计划项 目(GZ06A一40I) 作者简介 ：汪颖军(I963一)，男 ，博士 ，教授 ，主要从事_T业催化方面的研究 · 52 · 第 1期 汪颖军等：MCM--48催化剂的合成、表征与异构化性能分析 在空气中焙烧得 MCM一48样品．再用硝酸铵溶液进行离子交换 ，经洗涤、抽滤、干燥 、焙烧后得到离子交 换后的H—MCM一48样品． 1．2．2 负载活性组分 采用等体积浸渍法负载活性金属 Ni及杂多酸 引．称取一定数量 的H—MCM一48样 品并溶于少量 水 中，再称取一定质量配比的硝酸镍和SiW 用水溶化后加人到 H—MCM一48的分子筛 中，搅拌均匀 ， 浸渍、烘干、焙烧 ，催化剂经压片、粉