金屬（Al、Zr、Mo）改性的MCM-41中孔分子篩的合成、表征及其催化聚烯烴裂解反應(yīng)研究.pdf

1、本文采用水熱合成法合成出一系列金屬(Al、Zr、Mo)摻雜和強(qiáng)酸性基團(tuán)(如B033-、SO42-等)及ZrO2改性的MCM-41中孔分子篩催化劑，并將其首次應(yīng)用于聚烯烴的催化裂解反應(yīng)。采用XRD、FT-IR、BET、ESR、NH3-TPD對(duì)其結(jié)構(gòu)及酸強(qiáng)度進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：所合成的催化劑具有中孔分子篩的特征結(jié)構(gòu)，良好的長(zhǎng)程有序性和結(jié)晶度；強(qiáng)酸基團(tuán)已存在于中孔分子篩上，從而產(chǎn)生強(qiáng)酸中心。以高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE

2、)和聚丙烯(PP)的裂解反應(yīng)為模型反應(yīng)，對(duì)各種強(qiáng)酸性中分子篩的催化裂解性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)合催化劑結(jié)構(gòu)表征的結(jié)果，研究各種強(qiáng)酸性中孔分子篩的結(jié)構(gòu)及酸強(qiáng)度與催化性能之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)于HDPE和LDPE的催化裂解反應(yīng)，催化劑的酸性強(qiáng)弱是影響催化活性的主要因素；而對(duì)PP，催化劑的孔結(jié)構(gòu)是影響催化活性的主要因素。 以催化效果較好的強(qiáng)酸性中孔分子篩作為催化劑，詳細(xì)考察了Si/M(M=Al、Zr、Mo)比、催化劑用量、反應(yīng)溫度以及反

3、應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)模型反應(yīng)結(jié)果的影響，獲得了較佳的反應(yīng)條件。確定Al-MCM-41(Si/Al=40)催化裂解LDPE較佳的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度420℃、Al-MCM-41/LDPE(質(zhì)量比)=0.02、反應(yīng)時(shí)間70min，在上述條件下，LDPE的轉(zhuǎn)化率分為97.1％，其中液體產(chǎn)物的收率83.6％。確定Al-MCM-41(Si/Al=40)催化裂解HDPE較佳的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度430℃、Al-MCM-41/HDPE(質(zhì)量比)=0.05、

4、反應(yīng)時(shí)間40min，在上述條件下，HDPE的轉(zhuǎn)化率分為87.4％，其中液體產(chǎn)物的收率為74.9％。確定Al-MCM-41(Si/Al=40)催化裂解PP較佳的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度370℃、Al-MCM-41/PP(質(zhì)量比)=0.01、反應(yīng)時(shí)間30min，在上述條件下，PP的轉(zhuǎn)化率分為94.9％，其中液體產(chǎn)物的收率84.3％。確定ZrO2/Mo-MCM-41(Si/Mo=80)催化裂解PP較佳的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度400℃、ZrO2/Mo