CU-SSZ-13分子篩的合成及應(yīng)用.pdf

1、隨著石油資源的日益短缺以及乙烯、丙烯需求量的增長，開發(fā)出一條替代石油生產(chǎn)乙烯、丙烯的路線受到廣泛關(guān)注，甲醇制烯烴(MTO)技術(shù)就是一條從非石油資源制取烯烴的新路線。甲醇制烯烴工藝的核心是催化劑，主要有SAPO-34分子篩、SSZ-13分子篩等。盡管SSZ-13分子篩在MTO反應(yīng)中具有優(yōu)異的催化性能，但是用于合成該分子篩的模板劑N，N，N-三甲基金剛烷銨(TMAdaOH)價(jià)格昂貴且依賴進(jìn)口。Cu-SSZ-13分子篩在催化氧化還原反應(yīng)中具有

2、非常好的催化性能和水熱穩(wěn)定性，但目前對Cu-SSZ-13分子篩的研究主要集中在氮氧化物的脫除領(lǐng)域，有關(guān)其催化MTO性能的研究，文獻(xiàn)報(bào)道得較少。
　　本論文以低廉的銅氨絡(luò)合物(Cu-TEPA)為模板劑，通過原位水熱合成法制備了Cu-SSZ-13分子篩。系統(tǒng)研究了Cu-SSZ-13分子篩的合成影響因素，包括氫氧化鈉和水的用量、硅鋁比以及晶化時(shí)間等，得出了合成Cu-SSZ-13分子篩的最優(yōu)反應(yīng)原料和反應(yīng)條件:140℃下晶化4d。當(dāng)4.7

3、≤n(Na2O)∶n(Al2O3)≤5，10≤Si/Al≤11.5，185≤n(H2O)∶n(Al2O3)≤230時(shí)，合成的Cu-SSZ-13分子篩結(jié)晶度最高且MTO催化性能最好。
　　考察了硝酸銅和硫酸銅對Cu-SSZ-13分子篩的晶相結(jié)構(gòu)和形貌的影響，測試了兩種銅鹽制備的Cu-SSZ-13分子篩和金屬改性的Cu-SSZ-13分子篩在甲醇制烯烴(MTO)中的催化性能。用X射線熒光光譜（XRF）、X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微

4、鏡(SEM)、N2等溫吸附-脫附(BET)和NH3程序升溫脫附(NH3-TPD)對催化劑進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:在MTO反應(yīng)中，硝酸銅制備的Cu-SSZ-13分子篩的氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)劇烈，反應(yīng)初期丙烷選擇性達(dá)到40％，遠(yuǎn)高于硫酸銅制備的Cu-SSZ-13分子篩的19％。錳改性的Cu-SSZ-13分子篩明顯提高了抗積炭失活能力，在反應(yīng)溫度440℃和質(zhì)量空速5h-1條件下的催化壽命從未改性的30min延長到65min。
　　比較了不同濃度的稀