Fe取代的Pt/H-ZSM-12催化剂的合成及其正十二烷加氢异构化性能研究

作者：韩沅龙; 侯瑞峰; 范立闯; 董思洋; 卢银花; 陶智超^*; 相宏伟^*; 杨勇

来源：低碳化学与化工, 2023, 1-11.

• ZSM-12分子筛
• Bronsted酸调变
• Fe同晶取代
• 正十二烷
• 加氢异构

在长链烷烃的加氢异构反应中，H-ZSM-12分子筛独特的孔道结构有利于多支链异构体的生成，但其较强的酸性加剧了裂解副反应的发生。以Fe同晶取代分子筛骨架中的Al，可以有效降低分子筛的酸强度。为了提高异构产物的选择性，采用水热法合成了Fe取代度(以n(Fe)/n(Al+Fe)计)分别为0%、50%和100%的Z12-Al、Z12-Al-Fe和Z12-Fe分子筛。紫外可见吸收光谱(UV-Vis)的表征结果表明，Z12-Al-Fe和Z12-Fe中引入的Fe绝大多数以[FeO4]的结构存在于分子筛骨架中。红外吸收光谱(FT-IR)和X-射线光电子能谱(XPS)的表征结果表明，H-Z12-Al-Fe和H-Z12-Fe骨架中的Fe与Si—OH结合形成了Si—OH—Fe键。氨气程序升温脱附(NH3-TPD)和吡啶红外(Py-IR)表征结果表明，随着分子筛中Fe含量的增加，其强酸位的酸强度逐渐降低，总Br?nsted酸的数量明显减少。在分子筛载体上负载足量的金属Pt后，以正十二烷(n-C12)为模型化合物评价了双功能催化剂的加氢异构性能(反应压力为2.0 MPa,n(H2):n(n-C12)为6.0)。结果表明，Pt/H-Z12-Fe上Br?nsted酸强度的降低和酸性位数量的减少使其催化活性低于Pt/H-Z12-Al，但弱Br?nsted酸性对裂解反应的抑制使其在90%左右的n-C12转化率下获得了最高的总异构选择性(85.7%)和多支链异构体选择性(53.8%)，这Pt/H-Z12-Al分别高出18.6%和9.7%。此外，Pt/H-Z12-Fe在120 h的连续反应中表现出了优异的稳定性。

• 单位
  中国科学院山西煤炭化学研究所; 中国科学院大学; 煤转化国家重点实验室