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《汕头大学》 2007年
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甲烷脱氢芳构化Mo/HZSM-5催化性能的研究

吴燕青  
【摘要】: 甲烷无氧芳构化反应(MDA)的产物苯是需求量很大的基础化工原料,反应产物H_2经纯化后可作为催化加氢和燃料电池的氢源,因此本课题具有潜在的工业应用前景。经过十多年的研究探索,在甲烷活化与碳链增长、环化及芳构化机理方面均已取得了重要的成果,并形成了一些主要的观点,但在催化剂反应性能的改进方面,一直未有大的突破,催化剂的积炭失活依旧严重地制约着该反应的工业化进程。本论文主要针对Mo/HZSM-5催化剂在甲烷无氧芳构化反应中容易积炭的特点,从提高催化剂的稳定性方面着手,考察了分子筛载体的酸性质、Mo物种的落位等对催化剂反应性能的影响,探讨改善催化剂抗积炭的能力的有效途径。取得了以下主要结论: 1 HZSM-5分子筛的酸性质严重影响着Mo/HZSM-5催化剂的甲烷脱氢芳构化性能。母本HZSM-5分子筛上,强B酸中心的存在,促使了反应中间物种的深度脱氢,造成催化剂在反应过程中的严重积炭;经823 K温度下N_2脱铝处理的HZSM-5分子筛,部分骨架铝的脱出改变了分子筛的酸性质,在消除母本分子筛上强B酸中心的同时,保留了较多的弱B酸中心,既满足C_2中间物种芳构化反应的需要,又有效地抑制了催化剂积炭,显著地改善了催化剂芳构化反应性能。 2对分子筛进行水蒸汽脱铝预处理,在不损伤分子筛骨架结构的同时,能有效地消除母本分子筛原有的强B酸中心,提高了分子筛的抗积碳能力,因此该分子筛负载的Mo基催化剂的甲烷芳构化反应性能较传统制备的Mo/HZSM-5有显著地提高。 3 Mo物种在HZSM-5分子筛上的分散度及落位情况严重影响着Mo/HZSM-5催化剂的甲烷脱氢芳构化性能。机械混合法制备的催化剂上,Mo物种主要以微晶的形式分布在分子筛的外表面,由于缺少分子筛孔道择形保护,便于积炭副反应的发生。高温蒸汽后处理能有效地提高Mo物种的分散度,促使较多的Mo物种迁移至分子筛的孔道内,因此高温蒸汽后处理的催化剂的抗积炭能力较蒸汽处理前有显著增强。
【学位授予单位】:汕头大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O643.32

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵婷婷;Mo/HZSM-5催化剂的改性和甲烷无氧芳化[D];哈尔滨师范大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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3 张志红;何晓囡;金俏;吕廷芳;;分光光度法测定ZMS-5分子筛催化剂中的硅[J];北京石油化工学院学报;2010年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 高亚娜;高俊文;张勇;;甲烷无氧芳构化反应研究[A];第八届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2011年
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7 杨俊;张铭金;邓风;;固体核磁共振研究甲烷在Mo/HZSM-5上的芳构化反应(英文)[A];第十二届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2002年
8 魏永刚;王华;李孔斋;敖先权;;铈基氧载体部分氧化甲烷制合成气研究[A];2008年全国冶金物理化学学术会议专辑(下册)[C];2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张安杰;Ni基催化剂上甲烷二氧化碳重整制合成气的研究[D];大连理工大学;2011年
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9 周广英;NH_3在Mn/ZSM-5系催化剂上选择性催化还原氮氧化物及反应机理研究[D];华南理工大学;2011年
10 黄亮;非热等离子体促进甲烷活化转化的研究[D];浙江大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邢双英;Mo,W/HZSM-5催化剂的活性中心结构及甲烷活化反应机理的密度泛函理论研究[D];辽宁师范大学;2010年
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3 王超;MCM-49分子筛的合成及磷改性[D];华东理工大学;2011年
4 付蓉;苏码头蓬Ⅲ气藏难动用区块开发[D];西南石油大学;2010年
5 苏晓渊;MCM-22分子筛的合成、改性及其在处理染料废水中的应用研究[D];景德镇陶瓷学院;2011年
6 高开迪;致密膜反应器中MDA及POM偶合StR反应的研究[D];大连理工大学;2011年
7 钱吉;MCM-22分子筛的后处理及表征研究[D];大连理工大学;2011年
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9 刘明龙;微孔—介孔ZSM-5分子筛的制备及其C_2H_2-SCR活性[D];大连理工大学;2011年
10 张志萍;改性纳米HZSM-5催化剂上甲苯与甲醇/乙醇的烷基化反应[D];大连理工大学;2011年
【同被引文献】
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2 刘红梅,申文杰,包信和,徐奕德;一种获得高活性和高稳定性甲烷无氧芳构化Mo/HZSM-5催化剂的前处理方法(英文)[J];催化学报;2005年10期
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘社田,徐奕德,郭燮贤,王林胜,谢茂松;甲烷在MoO_3/HZSM-5分子筛催化剂上的非氧催化转化[J];催化学报;1995年02期
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7 李爽,张春雷,袁艺,彭艳兵,吴通好,张密林,林励吾;沸石载体结构对甲烷无氧芳构化性能的影响[J];高等学校化学学报;1998年12期
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9 董玉林;刘少杰;张秋来;刘静;杨孔章;;MoO_3在ZSM-5分子筛上分散及表面状态的研究[J];石油学报(石油加工);1992年01期
10 张春雷,吴志芸,阚秋斌;杂原子分子筛的表征及乙苯氧化脱氢多功能催化性能的研究I.杂原子分子筛的骨架结构表征及表面酸性测定[J];石油化工;1995年09期
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3 裘培铭,郭可失,赵秀芳,郁正容;立米级煤气耐硫甲烷化试验研究[J];煤化工;1997年02期
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3 魏磊;杨巧珍;;NiFe_2O_4铁氧体气凝胶催化二氧化碳甲烷化[A];第七届全国催化剂制备科学与技术研讨会论文集[C];2009年
4 王大军;张新波;李煊;李泽军;成雪清;王晓东;古共伟;;焦炉气制甲醇与天然气的比较[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集(上)[C];2009年
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6 杨华;张文正;李剑锋;昝川莉;;鄂尔多斯盆地北部上古生界天然气的地球化学研究[A];第十届全国有机地球化学学术会议论文摘要汇编[C];2005年
7 何闯;康亚立;刘高梅;;原料及动力结构调整项目技术及节能优势分析[A];第五届全国工业催化技术与应用年会论文集(下册)[C];2008年
8 孔渝华;王先厚;李仕禄;胡典明;肖安陆;李木林;张清建;陈健;;常温精脱硫技术的最新进展[A];2006年化肥学会年会暨氮肥行业技改经验交流会论文资料集[C];2006年
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10 蒋德军;;石化大氮肥装置原料和产品结构调整建议及洞氮“煤代油”工程技改方案[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
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2 杨骏;法采用甲烷化处理城市垃圾[N];中国环境报;2004年
3 特约记者 董万森;等高压甲醇甲烷化专利技术获突破[N];中国化工报;2002年
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5 顾锦龙;煤变气大戏可开锣[N];中国矿业报;2010年
6 记者 杨骏;三星期让垃圾变害为宝[N];新华每日电讯;2003年
7 记者 商棠通讯员 马利强;正元化肥一盏电灯倡节约 两亿投资搞技改[N];河北经济日报;2007年
8 马利强;柏坡正元公司年底实现污水零排放[N];石家庄日报;2007年
9 记者 张海霞;全省首个焦炉煤气甲烷化项目在沁县开工[N];长治日报;2011年
10 本报记者 陈祎淼;应用“醇烷化”新技术 山东联盟化工节能降耗获突破[N];中国工业报;2007年
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1 祝一锋;钌基氨合成催化剂载体活性炭甲烷化反应机理及其抑制的研究[D];浙江工业大学;2005年
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3 祖波;厌氧氨氧化甲烷化反硝化耦合的机理及动力学研究[D];重庆大学;2007年
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6 张景新;铁强化微生物—电催化厌氧污水处理技术的研究[D];大连理工大学;2013年
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8 赵玲;生物预处理玉米秸秆厌氧干发酵特性及沼渣基质利用的研究[D];沈阳农业大学;2011年
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3 阎青;EGSB与BAF耦合的废水处理新工艺及其影响因素[D];重庆大学;2008年
4 申瑞霞;基于FISH技术的秸秆干发酵中微生物动态变化的研究[D];山东理工大学;2013年
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7 赵志军;甲烷作为反硝化碳源初步试验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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9 刘坚;木薯渣厌氧发酵制取沼气的研究[D];华南理工大学;2010年
10 戚绪亮;EGSB反应器中皮革废水甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化耦合研究[D];南京大学;2013年
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