原位合成球花形貌多级孔ZSM-5及其催化甲醇制丙烯性能

作者：童伟益; 宋家庆^*; 赵昱

来源：化学反应工程与工艺, 2021, 37(06): 505-512.

• 多级孔
• ZSM-5
• 甲醇制丙烯

为研究ZSM-5分子筛材料在甲醇制烯烃(MTP)反应中的选择性问题，通过表面硅钝化的后处理修饰和合成方法控制等多种手段，分别得到核壳结构、高模板剂有序多级孔及球花形貌的ZSM-5样品。结果表明：样品的硅铝比相近，且都具有较高的结晶度，相比常规ZSM-5分子筛，在MTP反应中均能不同程度地提升产物烯烃的选择性。其中，通过组合添加剂(尿素与氟化铵)协同合成的多级孔样品(S-HP)，原位自组装形成尺寸为200～500 nm的均匀球花形貌，N2低温吸脱附数据显示，该样品在外比表面积并不特别大的情况下，具有较大的介孔孔容和平均孔径，其微介孔高效匹配形成“特殊”有序贯通的多级孔结构，利于传质扩散；同时，S-HP样品的NH3程序升温脱附(NH3-TPD)酸性表征呈现出高低两个峰相向融合、中强酸活性位显著增强，提供了优良的MTP反应分子吸附活性位。在MTP反应评价中，同比常规的ZSM-5分子筛，S-HP样品的丙烯和乙烯选择性分别从11%和9%提升至30%和15%，甲烷、乙烷和丙烷选择性分别从13.5%,3.0%和25.5%降低到3.0%,0.3%和5.5%，显著控制氢转移副反应的发生，热重结果显示，S-HP样品表现出更好的抗失活性能和稳定性。研究表明，MTP反应选择性和稳定性的控制参数，同时受到ZSM-5分子筛晶体结构和酸性分布的双重影响。

• 单位
  中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院; 北京化工大学