改性HZSM-5催化生物質(zhì)和廢塑料共熱解的性能研究.pdf

1、本文制備了非金屬和過渡金屬?gòu)?fù)合改性的ZSM-5催化劑，包括:P-ZSM-5，P/Ni-ZSM-5,P/Cu-ZSM-5,P/Zn-ZSM-5,B/Ni-ZSM-5及B/Zn-ZSM-5，采用XRD、TEM、NH3-TPD、吡啶紅外等常規(guī)手段對(duì)催化劑進(jìn)行表征，并用于生物質(zhì)和廢塑料的共催化快速熱解中。主要進(jìn)行了松木和低密度聚乙烯(LDPE)共催化熱解實(shí)驗(yàn)和催化劑材料的水熱處理實(shí)驗(yàn)，對(duì)比了各種催化劑在松木和LDPE的共催化熱解中的催化活性及水

2、熱穩(wěn)定性，并探討了元素負(fù)載量對(duì)催化劑的催化活性影響。
　　對(duì)于P-ZSM-5和P/Ni-ZSM-5催化劑，實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，改性后分子篩提高了生物質(zhì)共催化熱解的產(chǎn)物中石油化學(xué)品（芳烴和烯烴）收率，從ZSM-5催化劑的42.9C％提高至54.1 C％。低價(jià)值烷烴收率和積碳從17.3 C％和22.6 C％降到10.2 C％和15.7 C％，可見通過P和Ni改性后的ZSM-5有效優(yōu)化了生物質(zhì)和LDPE共熱解的產(chǎn)物分布。另外，P和Ni改性還提

3、高了催化劑的水熱穩(wěn)定性，防止催化劑在生物質(zhì)催化熱解中的失活現(xiàn)象。當(dāng)ZSM-5催化劑在550℃100％水蒸氣下處理3-9 h，共催化熱解中芳烴產(chǎn)率將會(huì)降低26.7-32.1％。改性后P-ZSM-5和P/Ni-ZSM-5分子篩的催化活性在9h的水熱處理后并沒受影響，其芳烴產(chǎn)率基本沒有變化。
　　對(duì)于Cu、Zn改性P-ZSM-5催化劑，和對(duì)P/Ni-ZSM-5分子篩進(jìn)行氫氣還原處理制得的Nircd-P/HZSM-5催化劑，改性后的HZS

4、M-5催化劑保持了MFI骨架結(jié)構(gòu)，但是微孔體積減小，總Br(o)nsted酸酸量降低，并且Br(o)nsted、Lewis酸的分布發(fā)生了改變。與未改性HZSM-5分子篩相比，改性分子篩提高了高附加值石油化學(xué)品的收率，同時(shí)減少了積碳。其中，Nired-P/HZSM-5催化劑的脫氧、芳構(gòu)化性能提升最顯著，CO和單環(huán)芳烴的收率分別從6.48 C％、25.7 C％提高到11.1 C％、34.0 C％。
　　對(duì)于B/Ni-ZSM-5及B/Z

5、n-ZSM-5催化劑，探索性研究其生物質(zhì)共催化熱解的催化活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過過量浸漬法制備的非金屬元素B和過渡金屬Zn、Ni復(fù)合改性的HZSM-5分子篩，可以提高松木和LDPE共熱解反應(yīng)中的催化活性。B/Ni-ZSM-5催化劑可以較好的提高芳烴的收率，B/Zn-ZSM-5催化劑對(duì)烯烴收率的提高。同時(shí)，經(jīng)B改性后，B/Ni-ZSM-5和B/Zn-ZSM-5明顯提高了產(chǎn)物中對(duì)二甲苯的產(chǎn)率和選擇性。對(duì)于2％B/Zn-ZSM-5催化劑，其對(duì)