沸石分子篩的酸、堿催化性能課件

1、 分子篩是固體酸、堿催化劑，以離子機(jī)理進(jìn)行催化反應(yīng)。主要用于酸催化反應(yīng)工業(yè)過程，其反應(yīng)按正碳離子機(jī)理四、沸石分子篩的酸、堿催化性能及其調(diào)變1、酸中心的形成與本征催化性能 氫型和脫陽離子型沸石分子篩酸中心的形成。 Na+ NH4+ H 型 陽離子型-H2O交換 NaY 例 （OH帶IR） 3640-1 B酸 HY分子篩表面 1450-1 L酸 脫陽離子沸石表面 H型脫陽離子型 活性： 酸活性最高峰，不是與Cat表面-OH最高含量相適應(yīng)，是經(jīng)過局部脫水達(dá)到。 特點：B、L 可相互轉(zhuǎn)換LB 骨架外鋁離子會強(qiáng)化酸位，形成L 酸三配位的鋁離子從骨架上脫出 與OH基酸位相互經(jīng)強(qiáng)化后多價陽離子交換后酸中心形

2、成 Ca2+ Mg2+ La3+ 交換 酸中心 分子中極化過程 Me2+ + H2O Me (H2O)2+ （水合離子） Me(OH)+ + H+ 干燥失水解離出 H+ B酸中心 化學(xué)式B催化劑需要一定水分子，水分子數(shù)目相當(dāng)于陽離子活性中心數(shù)目堿土金屬陽離子交換催化性規(guī)律?；钚源涡颍?BeY MgY CaY SrY BaY MgX CaX SrX BaX 即離子半徑減小，活性升高三價稀土離子交換Y 型活性大于二價堿土金屬交換 Y型分子篩注：Ag交換 X 型活性大于CaX型。解釋進(jìn)一步探討實驗結(jié)論 沸石分子篩經(jīng)交換產(chǎn)生B 酸中心。脫水L 酸 過渡金屬還原也能形成酸中心 Ca+ + H2 Ca +

3、 2H+ Ag+ + H2 Ag + H+ 機(jī)理： (2Agn)+ + H2 (Agn) + 2H+ 合成不同硅鋁比的沸石 硅鋁比，活性，穩(wěn)定性 通過交換陽離子類型、數(shù)量 調(diào)節(jié)酸強(qiáng)度和濃度， 改變 Cat 選擇性ZSM5 生產(chǎn)對二甲苯2、沸石分子篩酸性調(diào)變表：交換不同陽離子，對甲苯歧化、選擇性和酸強(qiáng)度分布影響 性能催化劑甲苯轉(zhuǎn)化率%混合二甲苯中對二甲苯量%總酸度mg分子/ g催化劑酸強(qiáng)度分布H。（mg分子/ g催化劑）+6.8+4.8+3.3-3.0HZSM-536.8827.211.301.301.100.900.80PHZSM-517.5166.000.850.850.180.120.05

4、MgHZSM-54.6372.550.650.600.100.070.02PMgZSM18.0090.011.001.000.200.050.01 高溫焙燒，高溫水熱處理，堿中毒，殺死強(qiáng)酸 中心，改變選擇性、穩(wěn)定性 通過改變氣氛（通入CO2或H2O）提高酸中心濃度1、反應(yīng)物擇型催化反應(yīng)物分子直徑小于孔徑的分子進(jìn)入晶孔反應(yīng)五、分子篩擇型催化性質(zhì)例1：丁二醇 2 脫水丁二醇2 5.8 10X 9 5A 5 10X 活性 5A 約100 1000倍例2：汽油去直鏈，留支鏈？停留， 脫氫，聚合， 結(jié)焦，Cat失活不能逸出產(chǎn)物進(jìn)一步裂解異構(gòu)化不能逸出的產(chǎn)物濃度不斷增加，達(dá)到平衡，反應(yīng)停止2、產(chǎn)物擇型催化

5、 產(chǎn)物中分子臨界直徑小于孔口的可以從孔中擴(kuò)散出來。ZSM-55.7 6.3 6.3 5.25.8 產(chǎn)物、反應(yīng)物不受催化劑窗口的孔徑限制，需內(nèi)孔和孔腔有適宜的空間，便于過渡 3、過渡狀態(tài)限制擇形催化劑例：烷基苯選擇性烷基轉(zhuǎn)移。 主要產(chǎn)物 無擇型催化 ： 產(chǎn)物 二烷基異構(gòu)體混合物 用HM ：對稱的三烷基苯產(chǎn)量幾乎為零（混合體）注： HM 內(nèi)易生焦碳 ZSM5阻止結(jié)焦 活性部位在內(nèi)表面，外表面僅占12% （絲光沸石） 催化劑有大小不同的孔道，反應(yīng)物通過一種孔道進(jìn)入活性部位，產(chǎn)物從另一通道擴(kuò)散出來 4、分子交通控制的擇型催化 “之” 5.4 X 5.5 “直” 6.25.8 ZSM5 或全矽沸石（si

6、licalite）反應(yīng)物產(chǎn)物 用堿金屬陽離子浸漬或交換后具有堿催化活性例：甲苯、甲醇： 酸性催化劑上可進(jìn)行苯環(huán)烷基化反應(yīng)，生成二甲苯 堿金屬交換的八面沸石Cat，苯環(huán)側(cè)鏈烷基化，生成 苯乙烯和乙苯。其機(jī)理： 酸中心吸附甲苯的苯環(huán) 堿中心吸附甲苯的甲基使其活化六、沸石分子篩催化劑堿催化和酸、堿協(xié)同催化作用磷酸土（活性氧化鋁水合物） 磷酸鋁膠 結(jié)晶磷酸鋁 XRAl2O3 100.2P2O5 yH2O 400 600下焙燒 孔通道310 七、新型磷酸鋁分子篩 AlPO4模板劑100300 2h 2week模板劑AlPO45： 六方晶型，模板劑 - 四丙基銨離子 孔徑 6 10AlPO411：六方晶體，模板劑 正丙胺 孔徑 6 6.2 AlPO417： 六