高效ZSM-5-L二元复合分子筛的合成及正戊烷芳构化性能.pdfVIP

V01．35 高等学校化学学报 No．10 CHEMICALOFCHINESEUNIVERSITIES 2220～2226 2014年lO月 JOURNAL 高效ZSM．5．L二元复合分子筛的合成及 正戊烷芳构化性能 万 海1’2’3，张小雨2，张若杰2，张晓彤2，宋丽娟1，2 (1．中国石油大学(华东)化学工程学院，青岛266555； 2．辽宁石油化工大学辽宁省石油化工催化科学与技术重点实验室，抚顺113001； 3．中国石油抚顺石化公司石油三厂，抚顺113001) 摘要 通过优化水热陈化条件制备纳米L沸石，再采用水热合成结合原位二次晶化法，合成具有微一介复合 孔结构的高效ZSM-5一L二元复合分子筛．考察了体系pH、二次晶化温度等因素对ZSM-5．L复合分子筛合成 的影响，采用x射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱 (FTIR)等技术对复合分子筛进行表征，确定了最佳复合条件：pH=10．5～11．5，晶化温度170oC，晶化时间 24 h．ZSM-5．L复合分子筛具有不同于ZSM-5沸石、L沸石及两者机械混合物的物性特征，且具有微一介复合 孔结构．以正戊烷催化转化为探针反应，评价了ZSM一5一L复合分子筛轻烃芳构化反应性能．在相同反应条件 下，ZSM-5一L复合分子筛具有优于2种单分子筛及二者机械混合物的正戊烷芳构化催化性能． 关键词 水热晶化法；L沸石；ZSM-5沸石；复合分子筛；芳构化 中图分类号0643．36 文献标志码A 轻烃芳构化是三苯芳烃(苯、甲苯及二甲苯)的新兴生产技术，作为催化领域的研究热点之一，其 技术关键是催化剂的研发与改进，以满足可持续发展和绿色化学的基本要求．目前轻烃芳构化催化剂 的研究集中在以ZSM-5分子筛为代表的酸性系列¨山。和以L沸石为代表的碱性系列一4o上．这两类催 化剂在特性上具有一定互补性，如ZSM-5系列催化剂活性较高，但芳烃选择性及产品液收率较低；而 L沸石系列催化剂芳烃总选择性较高，但对低碳烃(c，～c，烃)活性较低且寿命较短．复合分子筛作为 一种新型的轻烃芳构化催化材料¨卜18J，有利于克服单一分子筛的自身局限，发挥协同作用．张振莉 等¨钊将ZSM-5与口沸石复合并考察了正辛烷芳构化和异构化性能，但芳构化性能不理想．王凯等心…、 陈新兴等旧川及徐春丽等旧2。分别制备了L／ZSM-5复合分子筛，但存在L相晶粒较大，复合分子筛形貌 无序难以控制，且未对催化剂反应性能进行系统研究．本文通过优化陈化条件制备出纳米L沸石，然 后采用改进的水热晶化法合成ZSM-5-L复合分子筛，考察体系pH及二次晶化温度对复合分子筛合成 的影响，并对样品进行了表征，以正戊烷催化转化为探针反应考察其轻烃芳构化性能． 1 实验部分 1．1试剂与仪器 化钠，分析纯，纯度96％，国药集团；氧化钾，分析纯，纯度82％，国药集团；铝酸钠，化学纯，以 A1：0，计含量大于41．O％，国药集团；正戊烷，纯度99％，中国石油抚顺石化公司生产． 日本理学株式会社D／MAX．RB型x射线粉末衍射仪，CuKa辐射，入射波长为0．154nm，管电压 30kV，管电流100 收稿日期：2014-03-28．网络出版日期：2014-09—18． 基金项目：国家自然科学基金(批准号资助． 联系人简介：万海，男，高级工程师，主要从事催化材料制备及应用研究，E—mail：sea3215@126．com 宋丽娟，女，博士，教授，博士生导师，主要从事工业催化及吸附化学研究．E—mail：lson956@263．net 万方数据 万 海等：高效ZSM-5一L二元复合分子筛的合成及正戊烷芳构化性能 2221 TM GX型傅里叶变换红外光谱仪，中红外DTG检测器，测定范围400～4000cm～，扫描次数16次，分 辨率4cm～，KBr制样；HITACHI公司H-