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《吉林大学》 2005年
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钼基催化剂上的甲烷无氧芳构化反应

吴鹏  
【摘要】:本论文主要以MCM-22 族分子筛为载体的钼基催化剂为研究对象,围绕分子筛载体的合成规律及其孔道结构与甲烷无氧芳构化反应性能之间的关系等方面展开了以下工作: 研究了以六亚甲基亚铵(HMI)为模板剂的体系下各种分子筛的合成,对合成规律以及产物的物理化学性质进行了较深入的研究。为进一步研究催化性能提供了材料基础。 采用多种大分子有机化合物分别对Mo/HZSM-5、Mo/HMCM-49、Mo/HMCM-22 催化剂载体的外表面酸性位进行毒化修饰。分析对比了修饰前后分子筛的物理化学性质及其钼基催化剂的甲烷无氧芳构化反应性能。研究发现,修饰后催化剂上的苯选择性均有明显的提高,而积碳和萘的生成得到了一定程度的控制。我们认为催化剂载体外表面的酸性位,由于缺少空间束缚,在芳构化反应中的作用主要是促进积碳等副产物的生成。 通过对MCM-22 分子筛进行溶胀和柱撑,合成了不含超笼结构的MCM-36 分子筛,并以其为载体制备了Mo/HMCM-36 催化剂,考察了它的芳构化活性。研究发现,Mo/HMCM-36 催化剂的CO、萘和积碳的选择性明显高于Mo/HMCM-22,而苯选择性和甲烷转化率则低于后者。同载体结构相关联,我们认为,受10 元环孔口的影响,超笼结构可以一定程度地促进甲烷的转化和苯的生成。这为寻找新的催化剂载体提供了依据。 在对Mo/HMCM-36 催化剂的外表面和介孔孔道进行硅烷化处理后发现,硅烷化处理大大抑制了Mo36 催化剂上积碳的生成,显著提高了产物中苯的选择性。因此我们认为,10 元环正弦孔道在甲烷芳构化反应中对苯具有良好的择形作用。
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