Ti,Al 改性Phillips 乙烯聚合催化剂的结构及性能研究
2021-02-26左冉冉王登飞张健伟陈亚蕊
王 鉴,左冉冉,王登飞,张健伟,陈亚蕊
(东北石油大学 化学化工学院,黑龙江 大庆 163318)
Phillips 催化剂价格便宜,可以在无助催化剂的条件下实现乙烯聚合,其催化产品分子量分布宽,具有较好的加工性能,是重要的乙烯聚合催化剂之一,用其生产了世界上近50%的聚乙烯(PE)[1,2]。改性硅胶载体[3,4]和引入其他金属活性中心[5-7]是进一步提高其催化性能和产品性能的主要途径。本文对Phillips 催化剂添加钛(Ti)、铝(Al)进行改性,制备出了Cr-Ti/SiO2和Cr-Ti-Al/SiO2两种新型催化剂。考察了它们的微观结构和催化性能。
1 实验部分
1.1 材料及仪器
955 硅胶(美国Grace Davison 公司);碱式醋酸铬(AR Aladdin);钛酸四丁酯(AR Macklin);Al(NO3)3(AR Macklin);正己烷(AR 辽宁瑞泉试剂公司);乙烯(聚合级 大庆雪龙公司);N2(纯度99.99% 大庆雪龙公司);三异丁基铝己烷溶液(AR 北京锋研科技有限公司)。
Sigma 扫描电子显微镜(德国蔡司);Tristar II Plus2.02 BET 物理吸附仪(美国麦克);STA449C3/G综合热分析仪(德国耐驰);GPC220 凝胶渗透色谱仪(美国安捷伦)。
1.2 实验方法
以经预处理过的955 硅胶为载体,用活性组分水溶液等体积法浸渍硅胶,40℃下,搅拌浸渍6h 后,蒸干水分得到前驱体。将前驱体在脉冲流化床反应器中程序升温进行焙烧活化,分别制得Cr/SiO2(3.0% Cr,质量百分数,下同),Cr-Ti/SiO2(1.5% Cr,1.5% Ti),和Cr-Ti-Al/SiO2(1.0% Cr,1.0 % Ti,1.0%Al)3 种催化剂。具体制备方法见文献[8,9]。用自制的常压乙烯淤浆聚合装置对催化剂进行评价,考察催化剂的性能。制得的聚乙烯产品经洗涤干燥后,进行表征测试。
2 结果与讨论
2.1 催化剂微观结构分析
由图1 可见,载体硅胶为比较规整无团簇的小球,表面光滑,粒径在20μm 左右,分布均匀。而负载活性组分后,表面变得粗糙,形状不规则,载体硅胶有一定程度的破碎(图1b~d)。……
