親油性納米XSM-5的制備、表征及催化性能研究.pdf

1、吸熱型碳氫燃料不僅可以滿足高超聲速飛行器的動力要求，還可以通過自身的物理升溫和化學(xué)反應(yīng)吸收高溫部件的熱量，滿足飛行器的冷卻要求。催化劑可以加快碳氫燃料的反應(yīng)速率，顯著改善其化學(xué)吸熱能力。在眾多催化工藝中，將催化劑分散于碳氫燃料中，在“擬均相”條件下進行裂解反應(yīng)的方法，除了可以提高燃料的化學(xué)熱沉外，還能有效改善反應(yīng)過程的傳熱效率，并抑制積碳的發(fā)生。本文圍繞碳氫燃料的“擬均相”催化裂解反應(yīng)這一關(guān)鍵技術(shù)，在親油性納米分子篩催化劑制備、表征及催

2、化活性評價等方面展開深入研究。
　　 本文以十六烷基三甲氧基硅烷為表面修飾劑，考察了Si/Al=25的親油性納米ZSM-5型分子篩制備的影響因素，如水熱溫度、水熱時間、硅烷加入量等。結(jié)果表明:165℃水熱處理9h，十六烷基三甲氧基硅烷加入量為反應(yīng)物正硅酸乙酯物質(zhì)的量的1/10時，所制得的ZSM-5型分子篩結(jié)晶度較高，在碳氫燃料模型化合物正十二烷中的分散性能較好。
　　 在相同條件下，制備了不同Si/Al比(m)和碳鏈長度

3、(n)的親油性納米ZSM-5(m-n)分子篩，采用X射線衍射、29Si固體核磁共振、傅里葉紅外光譜、透射電鏡和熱重等方法對樣品進行了表征。結(jié)果表明:隨著Si/Al比的增加，化學(xué)鍵合到分子篩表面的長鏈有機基團的數(shù)目降低，樣品在正十二烷中的分散穩(wěn)定性下降;隨著有機硅烷修飾劑碳鏈長度的增加，化學(xué)鍵合到分子篩表面的長鏈有機基團的質(zhì)量分數(shù)增加，樣品在正十二烷中的分散穩(wěn)定性呈增加趨勢。
　　 采用動態(tài)裂解裝置研究了親油性納米ZSM-5分子篩

4、對正十二烷裂解的催化作用，探討了Si/Al比和修飾劑碳鏈長度對裂解轉(zhuǎn)化率和氣體產(chǎn)量等參數(shù)的影響，計算了各組催化劑樣品的有效活性參數(shù)。結(jié)果表明:隨著Si/Al比的增加，ZSM-5型分子篩催化活性降低;隨著修飾劑碳鏈長度的增加，其催化活性呈增加趨勢。
　　 綜合比較親油性納米ZSM-5型分子篩的催化裂解有效活性參數(shù)、裂解氣體產(chǎn)量及其在正十二烷中的分散穩(wěn)定性，篩選出ZSM-5(20-16)分子篩為碳氫燃料“擬均相”催化裂解效果較好的催