PtSnNa/ZSM-5丙烷脱氢催化剂的制备及其催化性能研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:youwdw
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文以ZSM-5分子筛为载体,制备了PtSnNa/ZSM-5催化剂用于丙烷脱氢反应,研究了在PtSnNa/ZSM-5催化剂制备过程中不同的浸渍方法、金属前驱体浸渍顺序的不同、不同的焙烧温度、改变催化剂成型和活性组分浸渍的顺序以及不同的成型助剂对催化剂结构、性质和脱氢性能的影响,并利用XRD、TEM、SEM、NH3 -TPD、HE-TPR、比表面和孔径分析、机械强度测定、氢化学吸附和27A1 MAS NMR等手段对催化剂进行了表征,得到以下结论:   1.在PtSnNa/ZSM-5催化剂的的制备过程中,采用超声浸渍对催化剂的结构和酸性影响不大,但可明显提高金属Pt在载体ZSM-5上的分散,并能增强Sn物种和Pt物种以及载体之间的相互作用,从而提高了催化剂丙烷脱氢反应的稳定性。改变金属前驱体的浸渍顺序和浸渍方法对催化剂的结构和酸性无明显影响,但对铂、锡与载体间的相互作用有一定的影响。先浸Sn后浸Pt制备的催化剂中Pt物种易于还原,还原程度增大,更多的Sn物种易以氧化态形式存在,提高了催化剂的丙烷脱氢反应活性。因此最佳的浸渍方法为分浸法,最优的浸渍顺序为先浸渍锡后浸渍铂。   2.在成型前对催化剂进行焙烧对催化剂的结构、性质和催化活性均有一定的影响。焙烧后,催化剂的比表面积减小,孔容增大,催化剂中会形成一个新的中强酸酸性中心,酸量随焙烧温度的升高而逐渐增大,而且Pt与载体以及Pt-Sn之间的作用力均得到了增强,有利于提高丙烷的转化率和反应的稳定性。然而当焙烧温度过高时,催化剂骨架会发生部分脱铝,结晶度下降,载体与Sn组分之间的相互作用被削弱,导致不同程度的Pt金属颗粒烧结,而降低了催化剂的丙烷脱氢反应活性。催化剂的最佳焙烧温度为400℃。   3.改变活性组分浸渍和催化剂成型的次序对催化剂的结构影响不大,但会影响催化剂的酸性和Pt金属在载体表面的分散。采用先浸渍活性组分后成型的方法制备的催化剂中粘结剂对活性金属有一定的“包裹”作用,影响了Pt金属组分在载体上的分散,但粘结剂含量较少时这种“包裹”作用较弱,而且ZSM-5分子筛的孔道不易被堵塞,从而确保了催化剂较大的比表面积和Pt金属在载体表面的高度分散,提高了催化剂的丙烷脱氢活性。因此催化剂的最佳制备方法是采用先浸渍活性组分再添加少量粘结剂成型。   4.粘结剂的加入可明显提高催化剂的机械强度。少量粘结剂的加入对催化剂载体的结构、比表面积和孔道以及催化剂的酸性几乎没有影响。焙烧后,粘结剂中的可溶性A1物种可以进入分子筛ZSM-5骨架,添加不同的粘结剂制备的催化剂中Al物种的总量不同,导致最终Pt金属在催化剂表面的分散程度不一。丙烷脱氢结果表明以氧化铝为粘结剂时,催化剂具有较高的丙烷转化率和丙烯选择性,且机械强度较高,为PtSnNa/ZSM-5催化剂的最佳粘结剂。而A1203的最适宜含量为9wt%。   5.不同胶溶剂的添加对催化剂的机械强度、酸性、比表面积和孔结构有一定的影响,以无机强酸为胶溶剂时能有效地提高催化剂颗粒的强度,催化剂的酸性略有增大。以有机酸为胶溶剂时,催化剂的比表面积增大。丙烷脱氢反应结果显示,以硝酸为胶溶剂制得的PtSnNa/ZSM-5催化剂具有良好的丙烷脱氢反应活性。随着田菁粉加入量的增加,催化剂的机械强度呈先上升后下降的趋势,其中添加了3.5wt%田菁粉的催化剂机械强度最高。催化剂的比表面积和孔容随着田菁粉添加量的增加而增加。从丙烷脱氢性能来看,添加3.5wt%田菁粉时,催化剂具有最高的丙烷转化率和较好的丙烯选择性。   6.PtSnNa/ZSM-5催化剂的最佳的成型条件是:粘结剂为9wt%氧化铝;胶溶剂为硝酸;助挤剂为3.5wt%田菁粉。通过调节反应温度和氢烃比,以最佳成型条件制备的催化剂反应430h后,丙烷转化率仍然保持在30%左右,丙烯选择性在95%左右,具有良好的丙烷脱氢活性。
其他文献
燃料电池经过半世纪的发展,已在全球得到了逐步应用,尤其是在汽车行业,其发展日新月异。对于硼氢化钠、硼氢化钙和硼氢化锂等碱金属硼氢化物而言,其具备良好的性能,可作为高
企业文化在企业发展过程中具有导向功能、凝聚功能、激励功能、约束功能.企业并购过程中存在着文化冲突,具体表现在价值观念、经营理念、管理风格方面.大量失败的企业并购直
多糖在自然界分布极广,广泛存在于动物细胞膜和植物、微生物的细胞壁中,是构成生命的三大基本物质之一。多糖不仅是结构和能量物质,还直接参与细胞的分裂过程,调节细胞生长。
现代电子信息产业的发展,使得电磁波广泛地存在于人们的生存环境中,因而电磁辐射防护技术及雷达隐身技术获得了普遍的关注,其核心问题是吸收电磁波材料的开发。目前吸波材料领域
Rab蛋白作为Ras超家族中最大的成员在囊泡运输过程中起分子开关作用。Rab5主要定位在囊泡和早期内涵体上,负责调控细胞内吞过程以及早期内涵体的融合;Rab7大多分布于晚期内涵体
仓颉造字,惊天地,泣鬼神。我认为,其威力仅次于“曼哈顿计划”(二战时,美国制造原子弹的绝密军事工程)。实际效果充分证明了这一点。远的不提,我只说清朝的几件事。雍正三年(
期刊
采用等体积浸渍-程序升温还原法制备了Ni/SiO_2、不同Ni/In摩尔比(x)的双金属NixIn/SiO_2催化剂及不同钾含量(α)的Ni_2In(αK)/SiO_2催化剂,利用H_2-TPR、XRD、TEM、XPS、H_2化学吸附、CO化学吸附、C_2H_4-TPD、NH_3~-TPD、吡啶红外吸附(Py-IR)、N2物理吸附-脱附、TG/DTA和拉曼等方法对催化剂反应前后的物理化学性质进行了
鸟氨酸脱羧酶抗酶(ornithine decarboxylase antizyme,OAZ),最初作为鸟氨酸脱羧酶(ornithine decarboxylase,ODC,多胺生物合成途径的限速酶)的负调控子而被熟知,实体瘤中异位表达外
词汇学习在英语学习中占据的位置极为重要,是英语学习的基础.因此,每个英语老师都花费巨大的心力在英语词汇教学上.但是因为众多因素的影响,导致英语词汇的教学不是很顺利.众
期刊
目前,影响药用植物细胞生产次生代谢产物技术的产业化应用的限制因素,主要有两点:一是药用植物细胞生长缓慢,生物量低;二是培养细胞的次生产物合成的产量很低。研究如何提高药用植