舒玉瑛
,
田丙伦
,
马丁
,
包信和
,
徐奕德
催化学报
采用机械混合、机械混合后焙烧和机械混合后微波处理等方法制备Mo/HZSM-5催化剂,并对催化剂上甲烷芳构化反应性能进行了考察.结果表明,与浸渍法相比,用机械混合法、固相反应法和微波法制备的催化剂,在保持甲烷转化率不变的前提下,能明显提高芳烃选择性并减少积炭的生成;不同方法制备的Mo/HZSM-5催化剂上Mo物种的落位不同,机械混合法、固相反应法和微波法使Mo物种较多地落位于分子筛外表面.结合反应结果可以得出,落位于分子筛外表面的Mo物种对甲烷芳构化反应更为有利,而且明显减少积炭的生成.
关键词:
钼基催化剂
,
HZSM-5分子筛
,
制备方法
,
表征
,
甲烷
,
芳构化
田丙伦
,
刘红梅
,
苏玲玲
,
舒玉瑛
,
徐奕德
催化学报
研究了Co的添加对Mo/MCM-22催化剂甲烷无氧芳构化反应性能的影响.发现用共浸渍法制备的Co/Mo摩尔比为0.2的催化剂具有较高的活性,而先浸渍Mo后浸渍Co的催化剂具有较好的稳定性.XRD实验表明,Co及Mo的氧化物均高度分散在分子筛表面,其担载降低了分子筛的衍射强度.不同接触时间下催化剂的反应结果表明,接触时间长,积炭选择性随接触时间增加而迅速增加;接触时间短,积炭选择性随接触时间增加而减少.积炭催化剂的TG研究表明,催化剂上的积炭主要有两种形式.低温积炭随反应时间增加而迅速增多,高温积炭的变化则较为缓慢.低温积炭可能是导致催化剂活化和失活的主要原因.高温积炭可能是一种大分子量的碳氢物种,位于MCM-22分子筛的“超笼”中,表明MCM-22有较大的容积炭能力.
关键词:
甲烷
,
无氧芳构化
,
氧化钴
,
氧化钼
,
MCM-22沸石
,
积炭
舒玉瑛
,
马丁
,
徐龙伢
,
包信和
,
徐奕德
催化学报
钼基分子筛催化剂,由于不同分子筛的孔道大小及孔道形状不同,对甲烷芳构化反应表现出不同的催化性能.具有8元环孔道结构的小孔ERS-7分子筛没有催化活性,说明甲烷的芳构化反应离不开分子筛孔道的择形作用,较小的孔道中不能生成苯等芳烃.具有10元环孔道结构的ZSM-5,ZSM-11和ZRP-1三种分子筛具有较好的催化性能,但由于其孔道大小及孔道形状的差别在催化行为上表现出一定的差异.具有10元环和12元环孔道结构的MCM-22分子筛,尤其对苯等轻芳烃而言,催化性能最佳.具有12元环孔道结构的JQX-1以及中孔分子筛SBA-15,虽然具有一定的催化性能,但活性较低. 研究结果表明,孔道大小与苯分子动态直径相近或孔道稍大的分子筛是催化甲烷芳构化反应的良好载体,孔道过大或过小都不利于苯和萘等芳烃的生成.
关键词:
钼
,
分子筛
,
环大小
,
负载型催化剂
,
甲烷
,
芳构化
姜辉
,
崔巍
,
舒玉瑛
,
徐奕德
催化学报
在无氧条件下,Mo/HZSM-5催化剂表现出良好的催化甲烷芳构化性能.采用脉冲反应,TPSR,TPR,UV Raman,XRD和BET等手段研究了反应的诱导期.BET和XRD结果表明,钼物种较好地分散于分子筛的外表面和孔道内.TPSR和TPR结果表明,在苯产生之前催化剂上至少有两种不同形式的高价钼物种被部分还原.参照MoO3/Al2O3的TPR结果,认为这两种高价钼物种可能是以多聚酸盐和微晶形式存在的MoO3.UV Raman光谱表明,催化剂表面确实存在八面体配位的多聚酸盐铝物种;而XRD没有检测到微晶铝物种的存在.脉冲反应结果表明,预还原可以缩短反应诱导期,而某种类型积碳的存在对缩短反应诱导期更为有利.根据以上结果,认为诱导期是反应活性相逐渐形成的过程,包括高价钼物种的部分还原和碳物种的沉积,而后者可能对反应更为重要.
关键词:
甲烷
,
芳构化
,
诱导期
,
钼物种
,
还原
,
碳物种
,
沉积
田丙伦
,
舒玉瑛
,
刘红梅
,
王林胜
,
徐奕德
催化学报
考察了Co-Mo/HZSM-5催化剂对甲烷芳构化反应的催化性能及催化剂上的积炭.采用碳数平衡计算法和TG法得出的平均积炭速率比较接近,在不同空速下,360 min内,催化剂上的积炭量都接近5%.对烧炭TG曲线的分析结果表明,积炭量约为5%时,积炭能分散于分子筛表面.在高空速下,积炭容易沉积在分子筛的外表面;在低空速下,积炭容易沉积在分子筛的内表面.在空速3000 ml/(g.h)下积炭时,其烧炭动力学过程符合一级反应过程,烧炭活化能为140.8 kJ/mol.
关键词:
甲烷
,
脱氢芳构化
,
热重分析
,
钴
,
钼
,
HZSM-5沸石
,
烧炭动力学
舒玉瑛
,
马丁
,
田丙伦
,
徐奕德
,
包信和
催化学报
用高硅含磷五员环沸石分子筛(商品代号HZRP-1)作为载体,制备了Mo/HZRP-1催化剂.与Mo/HZSM-5相比,Mo/HZRP-1对甲烷无氧脱氢芳构化反应也表现出较好的催化性能.实验过程中,在反应气中添加N2作为内标物,给出包括甲烷在Mo/HZRP-1上的结焦量、转化率及各产物选择性在内的总碳物料平衡计算结果.考察了不同Mo担载量对催化剂性能和积炭行为的影响;重点考察了不同温度焙烧后20%Mo/HZRP-1催化剂的性能和积炭行为.在反应的初始阶段,6%Mo/HZRP-1表现出很高的活性:反应进行30 min时,甲烷转化率为11%,芳烃选择性达81%,而催化剂的结焦选择性仅为12%.BET,NH3-TPD和催化反应等表征结果表明:Mo物种的数量和状态,分子筛的酸强度和酸量以及分子筛的孔道结构是决定甲烷无氧脱氢芳构化反应性能和积炭行为的关键因素.
关键词:
钼
,
HZRP-1分子筛
,
甲烷
,
脱氢
,
芳构化
,
积炭
,
氨
,
程序升温脱附
