SAPO-31分子筛的合成及其催化正构烷烃加氢异构化反应研究

论文摘要

本文采用水热合成法制备了系列不同酸性的SAPO-31分子筛,分别用XRD、FT-IR、SEM、N2物理吸附、NH3-TPD、29Si NMR等手段对其结构和酸性进行了表征,并用浸渍法制备了担载Pd的SAPO-31分子筛的双功能催化剂,采用固定床微型反应装置以正癸烷加氢异构化为模型反应对其催化性能进行了评价。通过考察金属还原压力、反应温度等主要因素对工艺条件进行了优化。考察了初始凝胶中的硅铝比、模板剂种类和双模板剂中二正丙胺（DPA）和二正丁胺（DBA）的配比对SAPO-31分子筛的结构、酸性和催化反应性能的影响规律。研究了担载Pd的SAPO-31分子筛双功能催化剂的酸性及金属担载量等对正癸烷加氢异构化反应活性和异构化选择性的影响。凝胶组成显著地影响SAPO-31分子筛的晶相、晶貌、孔结构特性及酸性能,其中以二正丙胺为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,H3PO3/H3PO4=0.5,通过调变水量实现由SAPO-31分子筛向SAPO-41分子筛的晶相转变。以DBA为模板剂合成的SAPO-31分子筛（SiO2/Al2O3=0.5）对正癸烷加氢异构化反应具有最佳的反应性能,在优化的条件下,即反应温度340℃,反应压力2MPa,原料的总质量空速（WHSV）为2.5h-1,H2流速为120 ml/min的条件下反应3h,正癸烷的转化率和异癸烷的选择性分别为85.28%和78.12%。双模板剂法合成通过改变DPA和DBA的配比,可以调变SAPO-31分子筛的酸性和催化反应性能,DPA和DBA的摩尔比为1：1时合成的SiO2/Al2O3为0.5的SAPO-31对正癸烷加氢异构化反应具有更高的异构化选择性。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 SAPO系列分子筛的结构特点及性质
• 1.2 SAPOs分子筛的合成
• 1.2.1 常规水热合成法
• 1.2.2 两相合成法
• 1.2.3 溶剂热合成法
• 1.2.4 微波合成法
• 1.3 SAPO-31分子筛的表征
• 1.3.1 X射线衍射（XRD）
• 2物理吸附（BET）'>1.3.2 N₂物理吸附（BET）
• 1.3.3 扫描电子显微镜（SEM）
• 1.3.4 TG/DTG/DTA
• 1.3.5 固体核磁表征
• 3-TPD）'>1.3.6 程序升温脱附（NH₃-TPD）
• 1.4 SAPO-31分子筛的应用
• 1.5 正构烷烃在双功能催化剂上的转化机理
• 1.5.1 双功能机理
• 1.5.2 择形催化机理
• 1.6 文献总结
• 1.7 主要研究工作
• 1.8 课题来源
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验试剂及仪器设备
• 2.1.1 实验原料与试剂
• 2.1.2 常用仪器与设备
• 2.2 SAPO-31分子筛催化剂的制备
• 2.2.1 SAPO-31分子筛催化剂
• 2.2.2 双功能催化剂的制备
• 2.3 催化剂的表征方法
• 2.3.1 催化剂的X射线衍射分析（XRD）
• 2.3.2 催化剂的孔道结构和比表面积分析
• 2.3.3 催化剂的电镜分析（SEM）
• 2.3.4 催化剂的X射线荧光光谱分析（XRF）
• 3-TPD）测定催化剂的酸性'>2.3.5 程序升温脱附法（NH₃-TPD）测定催化剂的酸性
• 2.3.6 催化剂的红外（FT-IR）和吡啶吸附红外（Py-IR）测定
• 29Si核磁共振光谱分析'>2.3.7 催化剂的²⁹Si核磁共振光谱分析
• 2.4 催化反应性能评价
• 2.4.1 正癸烷加氢异构化反应
• 2.4.2 产品的分析
• 2.4.3 催化剂性能评价指标
• 2.5 本章小结
• 第3章 合成条件对SAPO-31分子筛结构和酸性的影响
• 3.1 引言
• 3.2 SAPO-31合成条件的考察
• 3.2.1 硅源的影响
• 3.2.2 混合磷源配比的影响
• 3.2.3 初始凝胶中含水量的影响
• 3.2.4 模板剂的影响
• 3.3 本章小结
• 第4章 SAPO-31分子筛的制备及其酸性和催化性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 催化剂的制备
• 4.2.1 SAPO-31（B）分子筛的制备
• 4.2.2 双功能催化剂的制备
• 4.2.3 催化剂的表征
• 4.2.4 样品的催化反应性能评价
• 4.3 结果与讨论
• 4-31结构的影响'>4.3.1 考察模板剂用量和晶化时间对AlPO₄-31结构的影响
• 4.3.2 硅铝比对SAPO-31分子筛结构和酸性的影响
• 4.3.3 催化性能评价
• 4.4 本章小结
• 第5章 双模板剂法合成的SAPO-31分子筛结构、酸性及催化性能研究
• 5.1 引言
• 5.2 模板剂配比对SAPO-31分子筛的结构和性能的影响
• 5.2.1 催化剂的制备
• 5.2.2 催化剂的表征
• 5.2.3 样品的催化反应性能评价
• 5.2.4 结果与讨论
• 5.3 硅含量对SAPO-31分子筛催化性能的影响
• 5.3.1 催化剂的制备
• 5.3.2 催化剂的表征
• 5.3.3 样品的催化反应性能评价
• 5.3.4 结果与讨论
• 5.4 模板剂种类对SAPO-31分子筛催化性能的影响
• 5.4.1 催化剂的制备
• 5.4.2 催化剂的表征
• 5.4.3 样品的催化反应性能评价
• 5.4.4 结果与讨论
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文