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分子筛催化剂载体内容解密
时间:2018-2-28,点击:0

   介孔材料是一种孔径介于微孔与大孔之间的具有巨大表面积(>1000m²/g)和三维孔道催化剂载体结构的新型材料,具有高度有序的孔道结构,孔径分布单一,且孔径尺寸变化范围较宽(2nm至50nm);介孔催化剂载体形状多样,孔壁组成和性质可调控,通过优化合成条件可以得到较高热稳定性和水热稳定性。

  基于这些特点,介孔分子筛现在作为费托合成催化剂载体的研究越来越热。通常催化剂载体的孔径分布对催化剂的活性和选择性影响较大,孔径大则有利于重质烃的生成,但浓度梯度大,造成内扩散控制,不利于一氧化碳和氢气的扩散和吸附;孔径过小可提供大的比表面,但容易堵塞,降低催化剂活性。

  而介孔分子筛孔径均匀,比表面大,因而可使活性金属高度分散,使催化剂活性位的数量增加,得到很好的C5+烃的选择性。微孔沸石分子筛Y,ZSM25和丝光沸石等也常用作钴催化剂载体,以制备双功能催化剂,主要用于合成具有高辛烷值汽油为主的烃类产物。

  研究发现ZSM-5表面强酸性对费托反应生成的烯烃异构化和芳构化等二次反应有利,产物主要是含少量芳烃的汽油。通过以HMS为催化剂载体制备了钴基催化剂,结果表明,Co/HMS催化剂的较大比表面积使钴有高度的分散性,并且钴负载量增加,从而得体的孔道或表面未被充分利用。

  介孔的微孔扩散导致的催化剂活性组分的堵塞,促使催化剂活性降低,这种情况可通过改变介孔分子筛的制备方法或对催化剂载体加以处理来解决。

  研究人员通过采用盐酸溶液对SPAO-11分子筛进行酸处理表明,改性后的分子筛外表面积有所增加,并产生了一些中孔,改善了催化剂的传质性能,减少二次裂化,异构产物的选择性明显提高。采用介孔分子筛MSU21,SBA212和HMS为催化剂载体制备了钴基催化剂,发现MSU21和SBA212的高碳烃(C19+)选择性较高,介孔结构较稳定,HMS的介孔在反应后完全塌陷。应用不同链长度的十二胺、十四胺、十六胺和十八胺等伯胺为模板剂合成了具有不同孔径的HMS中孔分子筛,考察了孔径对催化性能的影响。结果表明,CO转化率和C5+选择性及产物中的蜡油比例均随HMS催化剂载体孔径的增大而升高。

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