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HZSM-5/AlPO4-5复合分子筛的合成及其甲苯甲醇烷基化择形催化性能研究

2016-03-21温少波张瑞珍王志翔张燃坤韩培德赵亮富

天然气化工—C1化学与化工 2016年6期
关键词:催化剂

温少波,张瑞珍*,赵 欣,王志翔,张燃坤,韩培德,赵亮富

(1.太原理工大学材料科学与工程学院,山西 太原 030024;2.新材料界面科学与工程教育部重点实验室,山西 太原 030024;3.中国科学院山西煤炭化学研究所,山西 太原 030001)

HZSM-5/AlPO4-5复合分子筛的合成及其甲苯甲醇烷基化择形催化性能研究

温少波1,2,张瑞珍1,2*,赵 欣1,2,王志翔1,2,张燃坤1,2,韩培德1,2,赵亮富3

(1.太原理工大学材料科学与工程学院,山西 太原 030024;2.新材料界面科学与工程教育部重点实验室,山西 太原 030024;3.中国科学院山西煤炭化学研究所,山西 太原 030001)

采用水热法在AlPO4-5的合成母液中引入HZSM-5,制备了一系列不同固液比、不同晶化时间的HZSM-5/AlPO4-5复合分子筛,采用XRD、SEM、FT-IR和NH3-TPD等手段对分子筛的微观结构进行表征,考察其在甲苯甲醇烷基化催化中的活性。结果表明:在固液比为1g/30mL、晶化时间72h的HZSM-5/AlPO4-5复合分子筛结晶度以及壳层致密度较高,外表面强酸量较小,与HZSM-5分子筛相比,对二甲苯选择性明显提高。

HZSM-5/AlPO4-5复合分子筛;甲苯;甲醇;烷基化;对二甲苯

甲苯甲醇烷基化反应是典型的 Friedel-Grafs(F-C)反应,属于B、L酸催化的邻、对位定位的苯环亲电取代反应[1,2]。首先甲醇在B酸位上质子化生成碳正离子,或者在L酸位上脱水生成二甲醚再质子化成碳正离子,然后亲电进攻把甲基转移至苯环上,同时又把质子给回作为催化剂的酸点[3]。由于苯环上甲基的诱导作用,主要生成对二甲苯、邻二甲苯以及较少的间二甲苯和水[4],但生成的二甲苯在孔道交叉处的较大空间和外表面可迅速异构化为热力学平衡产物,同时形成的乙烯副产物是典型的成焦前驱体,在强酸中心上会发生缩合反应,导致催化剂结焦失活,降低其稳定性。……

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