分子筛催化剂(共5页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上绿色高分子材料论文 分子筛催化剂学院:京江学院班级:高分子1101姓名:刘铭学号:摘要: 随着环保意识的增强,对清洁能源的需求不断提高,人们越来越多 的研究了新型环保的催化剂。目前,分子筛催化剂在炼油与化工工业得到了研究与应用,如催化裂化、加氢裂化、带支链芳烃的烷基化、异构脱蜡以及轻烯烃聚合等。国内外已开发出一批有发展前景的高功能化、多功能化、精密化的分子筛催化剂材料。1. 分子筛催化剂的概述1.1、定义:指以分子筛为催化剂活性组分或主要活性组分之一的催化剂。又称沸石催化剂。分子筛具有离子交换性能、均一的分子大小的孔道、酸催化活性,并有良好的热稳定性和水热稳定性,可制
2、成对许多反应有高活性、高选择性的催化剂。应用最广的有X型、Y型、丝光沸石、ZSM-5等类型的分子筛。工业上用量最大的是分子筛裂化催化剂。1.2、合成方法:水热晶化法;非水体系合成法;干胶转换法;无溶剂干粉体系合成法;微波辐射合成法;蒸汽相体系合成法;多级孔道沸石分子筛的合成;化学后处理法;硬模板法;软模板法。2. 分子筛催化剂的的发展现状1954年第一次人工合成沸石分子筛催化剂 并作为吸附剂而商品化。20世纪50年代人们先后合成了 A 型、X型和 Y 型分子筛。随着人们对分子筛催化剂的 不断加深,美国联合碳化学公司(UCC)开发出合成沸石分子筛,继而,美国Mobil公司的研究人员开发出由Zeo
3、lites Socony Mobil缩写命名的ZSM系列高硅 铝比沸石分子筛催化剂,并形成工业化规模生产。1980年Sand合成了ZEOLON分子筛。1982 年UCC(联合碳化公司)Wilson和Flanigen等首次合成20余种AlPO4 和SaPO4分子筛,从而打破了沸石分子筛由硅氧四面体和铝氧四面体组成的传统观念。1982年,WLSON 等在水热条件下首先合成了新型微孔磷铝分子筛,这种分子筛由铝氧四面体和磷氧四面体严格有序交替排列而成,其骨架接近中性。1992年美国Mobil公司发现了M41S介 孔分子筛。为了改善催化剂的催化活性,在催化剂中加入杂原子,如La、Ce、Fe、Mn、Ti、
4、Sn。Vietze等将有机燃料加入到在磷酸铝分子筛合成中。Tang等在磷酸铝分子筛中组合了直径为0.4nm的超小的单个的碳纳米分子筛。Caro等报道了非线性硝基苯胺载体磷酸铝晶体的特性。近几年来市场对各类分子筛催化剂的需求不断增加,国内合成分子筛的生产规模也不断增大。中科院大连化物所自20世纪80年代以来开展沸石分子筛的合成及改性研究工作,开发出二甲醚裂解制低碳烯烃催化剂及甲醇转化制低碳烯烃催化剂。1988年首次合成了具有十八环的 VPI5分子筛,孔径达1.3nm,实现了大孔分子筛的合成。上海骜芊科贸发展有限公司生产经营ZSM5高硅沸石分子筛结晶粉体、疏水晶态ZSM5吸附剂等系列分子筛。南开大
5、学催化剂厂主要生产了NKF5分子筛 (直接法合成ZSM5分子筛)、Bate分子筛、Y 型分子筛及以其为载体的获得国家级发明奖的各类催化剂。3. 常见的分子筛催化剂3.1、ZSM5分子筛催化剂ZSM5分子筛催化剂具有独特的孔道结构和孔径尺寸、稳定的骨架和大范围可调硅铝比,有较优异的催 化 性 能,有二维十元环孔道,孔径在0.55nm 左右,热稳定性和催化活性高的特点。ZSM5分子筛催化剂可用于烷烃的芳构化、催化裂化及异构化,近年来因其独特的孔道结构及表面酸碱特性,其催化反应主要在酸碱中心进行,可以用于甲醇转化为烃类过程,低碳烷烃脱氢过程。同时高硅ZSM5分子筛为疏水性,对甲醇转化为烃类的活性和热
6、稳定性都很好。改性的ZSM5沸石分子筛更能提高其催化性能。ZSM5沸石分子筛的改性方法有水蒸气改性、离子交换改性、化学气相沉积改性。水蒸气改性是通过改变分子筛的硅铝比来达到改性的目的。ErofeevVI等报道,高硅ZSM5沸石经过高温水热处理后,其酸性中心将重新分布,原有的强酸中心基础上产生了弱 酸中心,有利于提高 低碳烯烃的选择性,低焦炭收率。在陈洪林等的基础上,通过原位两步晶化法,合成了含有ZSM5和 沸石的复合分子筛催化剂ZSM5Y。3.2、 MCM分子筛催化剂MCM系列催化剂属于介孔催化剂,它的介孔是无序、无定形的,它们的孔道是有序排列,且孔径大小分布很窄。在经过优化合成条件或后处理后
7、,具有一定的水热稳定性、很好的热稳定性、比表面积较大(400m2g)、孔隙率较 高、颗 粒 外形规则、组成可调等特点,且可在微米尺度内保持高度的孔道有性。胡灯红、郑华均对MCM41介孔分子筛催化剂进行了改性研究。为了满足大分子反应的需要,增大中孔分子筛的孔径已成为对其研究的热点,它可以通过改变模板剂、添加增孔剂、调节表面活性剂的碳链长度、添加辅助剂等方法对其进行改性。MCM41型介孔分子筛催化剂是一种具有应用潜力的新型催化材料,要 将MCM41分子筛催化剂全面推向工业应用,发挥其潜在的工业应用价值。改性后的MCM41 还可以被用作吸附剂、催化剂以及催化剂载体,还可以应用于环境保护、有机大分子合
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