模板法调控多级孔ZSM-5催化褐煤挥发分制备轻质芳烃的研究

• 作者: 任雪宇 曹景沛 姚乃瑜 赵小燕 冯晓博 刘天龙 赵云鹏
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 多级孔ZSM-5 热解 催化活性 轻质芳烃 失活
• 年，卷（期）: 2021,（11）
• 所属期刊栏目: 催化、动力学与反应器
• 页码范围: 5620-5632
• 页数: 12页
• 分类号: TQ530
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20210799

摘要

在相同的水热合成条件下，以氧化炭黑为硬模板和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为软模板，经一步结晶法分别制得了一系列以晶内介孔为主和以无定形介孔为主的多级孔ZSM-5分子筛。通过采用次氯酸钠、双氧水和硝酸来氧化改性商业炭黑，以增加其亲水性及分散性，进而促进了ZSM-5在晶化过程中分子筛前体与炭粒之间的相互作用。重点阐述了不同碳源和CTAB对合成的多级孔ZSM-5物化结构特性的影响，并将该催化剂用于褐煤热解挥发分催化重整制备轻质芳烃的反应中。结果表明，成功构筑的孔径均一的微-介孔梯度的ZSM-5在催化重整褐煤热解挥发分提质过程中有效地解决了催化剂的扩散传质问题，抑制了催化剂失活。引入硝酸氧化改性炭黑晶化合成的ZSM-5分子筛在褐煤热解挥发分的催化重整反应中表现出了很好的催化性能，其中轻质芳烃含量达到27.0mg/g，选择性为81.7%。此外，在氢气气氛下，该催化剂能够有效降低积炭的碳含量。