张 根,高佳良,张新庄,程 序,代成义,马晓迅

(西北大学 化工学院/国家碳氢资源清洁利用国际科技合作基地/陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心/陕西省洁净煤转化工程技术中心/陕北能源化工产业发展协同创新中心,陕西 西安 710069)

芳香烃是一种重要的有机化工原料,目前主要来源于石油的重整芳构化以及煤焦油的分馏,其在医药、军工和日用化学品行业中均有广泛的应用[1-2]。在煤炭、石油资源日益匮乏的21世纪,开发出一条新的芳香烃生产技术路线具有重要的现实意义。1993年,大连化物所的王林胜首次报道了无氧条件下甲烷在Mo(V)/HZSM-5催化剂上高选择性地转化为苯[3], 这一发现为芳香烃的合成提供了一条新的思路。 由于甲烷无氧芳构化反应受热力学平衡限制(在1 073K时甲烷平衡转化率仅为21.60%)的影响, 过低的平衡转化率以及催化剂的快速失活限制了其工业化的脚步。 Solymosi[4]对比了不同载体担载相同质量分数Mo基催化剂的甲烷无氧芳构化反应性能,结果发现HZSM-5， HMCM-22，HMCM-49等都是芳构化催化剂的良好载体。 其中， HMCM-22， HMCM-49的反应性能优于HZSM-5分子筛,但由于合成成本以及合成难度的影响,HZSM-5依旧是MDA反应应用最广泛的催化剂载体。

与微米分子筛相比,纳米分子筛具有更大的外比表面积,更多暴露的孔口和活性位,有利于甲烷分子的活化以及进一步转化[5];并且纳米分子筛的孔道短,有利于反应物和产物分子快速进出分子筛孔道,能够提高其催化反应活性,减少积碳[6]。……