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ZrO2相态对ZSM-5@ZrO2催化剂物化性质及甲硫醇合成的影响

2019-05-21曹建新

人工晶体学报 2019年4期
关键词:催化剂结构分析

刘 飘,刘 飞,3,许 争,曹建新,3

(1.贵州大学化学与化工学院,贵阳 550025;2.贵州省绿色化工与清洁能源技术重点实验室,贵阳 550025;3.贵州省矿产资源高效利用与绿色化工技术特色重点实验室,贵阳 550025)

1 引 言

甲硫醇属重要精细化工类中间体,因其在硫醇有机化合物中相对分子质量最小,化学性质活泼,可广泛应用在饲料添加剂、医药、农药等领域[1-3]。以H2S和CH3OH为原料催化合成CH3SH技术路线因同时解决H2S气体资源化高效利用和CH3OH下游产品开发等相关问题,受到广泛关注。

自20世纪开发该工艺以来,学术界研究较多、相对有效的催化剂是分子筛和金属氧化物[4-20]。其中ZSM-5有助于CH3OH解离吸附形成甲氧基,ZrO2有助于提高CH3SH选择性。ZSM-5是美国Mobile公司研发出的一种以硅(铝)氧四面体为基本单元,具有三维交叉网络直通道结构的沸石微孔分子筛[21-22]。因其具有水热稳定性良好、比表面积大和择形催化功能强等优点,进而展现出对CH3OH具有高催化活性和抗积炭失活能力。ZrO2属具有多相转化结构过渡金属氧化物[23],因其具有独特的酸碱性质而备受关注[24-25]。研究发现不同焙烧温度对ZrO2晶体结构和表面酸碱性质影响较大[26-29]。分子筛-金属氧化物复合催化剂因具有丰富酸碱活性中心和层级特殊反应路径等协同效应,而在催化和吸附分离等领域被广泛利用[30-33]。据此,论文提出采用水热包覆法制备ZSM-5@ZrO2催化剂,重点考察ZrO2不同相态对催化剂物化性质和甲硫醇合成催化性能的影响,优化出制备ZSM-5@ZrO2催化剂适宜的ZrO2相态。

2 实 验

2.1 实验原料

八水氯氧化锆(ZrOCl2·8H2O,上海阿拉丁生化科技股份有限公司,AR);……

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