多级孔ZSM-5分子筛的合成及其在甲醇脱水制二甲醚反应中的应用

doi:10.1016/S1872-2067(12)60621-4

催化学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (8): 1576-1582.DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60621-4

多级孔ZSM-5分子筛的合成及其在甲醇脱水制二甲醚反应中的应用

杨琦^a, 张海涛^b, 孔猛^a, 包秀秀^a, 费金华^a, 郑小明^a

a 浙江大学催化研究所, 浙江省应用化学重点实验室, 浙江杭州310028;
b 中国石油兰州化工研究中心, 甘肃兰州730060

收稿日期:2013-03-05 修回日期:2013-05-13 出版日期:2013-08-16 发布日期:2013-07-30
通讯作者: 费金华
基金资助:
国家重点基础研究发展计划(973计划,2007CB210207和2013CB228104); 国家高技术研究发展计划(863计划, 2007AA05Z415).

Hierarchical mesoporous ZSM-5 for the dehydration of methanol to dimethyl ether

Qi Yang^a, Haitao Zhang^b, Meng Kong^a, Xiuxiu Bao^a, Jinhua Fei^a, Xiaoming Zheng^a

a Institute of Catalysis, Key Laboratory of Applied Chemistry of Zhejiang Province, Zhejiang University, Hangzhou 310028, Zhejiang, China;
b Petrochina Lanzhou Chemical Research Centre, Lanzhou 730060, Gansu, China

Received:2013-03-05 Revised:2013-05-13 Online:2013-08-16 Published:2013-07-30
Supported by:
This work was supported by the National Basic Research Program of China (973 Program, 2007CB210207, 2013CB228104) and the High Technology Research and Development Program of China (863 Program, 2007AA05Z415).

摘要/Abstract

摘要： 以四丙基氨为微孔模版剂,阳离子高分子聚合物为介孔模版剂,合成了具有多级介孔的ZSM-5分子筛,并用于甲醇气相脱水合成二甲醚.结果表明,加入阳离子高分子聚合物后,合成的HZSM-5分子筛样品既保持了其MFI典型结构,又呈现了多级介孔特征;随着阳离子高分子聚合物模板剂加入量的增加,其多级介孔特征更为明显.具有多级介孔的HZSM-5分子筛表现出比常规微孔HZSM-5分子筛高的反应稳定性和二甲醚选择性,这主要是由于其织构和酸性的双重作用.

关键词: 多级孔, HZSM-5分子筛, 表面酸性, 甲醇脱水, 二甲醚

Abstract: Hierarchical mesoporous ZSM-5 zeolites were synthesized using small organic cations of tetrapropylammonium and meso-sized cationic polymers of dimethyldiallyl ammonium chloride acrylamide copolymer as templates. The zeolites were used for the dehydration of methanol to dimethyl ether (DME). Characterization results showed that the basic MFI-type structure was still obtained after adding the cationic polymers, while their nitrogen isotherms exhibited a broad hysteresis loop at relative pressures higher than 0.4, which proved the presence of mesopores. The mesoporosity of the hierarchical mesoporous ZSM-5 can be adjusted simply by adding different amounts of the cationic polymer. Catalytic tests showed that the hierarchical mesoporous HZSM-5 zeolites exhibited better stability than conventional HZSM-5 and excellent DME selectivity. The activity for methanol dehydration strongly depended on the textural property and acidity of the catalyst.

Key words: Hierarchical mesopore, HZSM-5 zeolite, Surface acidity, Methanol dehydration, Dimethyl ether

杨琦, 张海涛, 孔猛, 包秀秀, 费金华, 郑小明. 多级孔ZSM-5分子筛的合成及其在甲醇脱水制二甲醚反应中的应用[J]. 催化学报, 2013, 34(8): 1576-1582.

Qi Yang, Haitao Zhang, Meng Kong, Xiuxiu Bao, Jinhua Fei, Xiaoming Zheng. Hierarchical mesoporous ZSM-5 for the dehydration of methanol to dimethyl ether[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2013, 34(8): 1576-1582.

×
扫码分享

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://www.cjcatal.com/CN/10.1016/S1872-2067(12)60621-4

https://www.cjcatal.com/CN/Y2013/V34/I8/1576

参考文献

[1] Atkins M P, Earle M J, Seddon K R, Swadzba-Kwasny M, Vanoye L. Chem Commum, 2010, 46: 1745

[2] Laugel G, Nitsch X, Ocampo F, Louis B. Appl Catal A, 2011, 402: 139

[3] Zhang L W, Wang J H, Wu P, Hou Z Y, Fei J H, Zheng X M. Chin J Catal (张立伟,王军华,吴佩,侯昭胤,费金华,郑小明. 催化学报), 2010, 31: 987

[4] Hosseini S, Taghizadeh M, Eliassi A. J Nat Gas Chem, 2012, 21: 344

[5] Aboul-Fotouh S M K, Aboul-Gheit N A K, Hassan M M I. Chin J Catal (催化学报), 2011, 32: 412

[6] Yang X Y, Sun S, Ding J J, Zhang Y, Zhang M M, Gao C, Bao J. Acta Phys-Chim Sin (杨晓艳, 孙松, 丁建军, 张义, 张曼曼,高琛,鲍骏. 物理化学学报), 2012, 28: 1957

[7] Tang X J, Fei J H, Hou Z Y, Zheng X M, Lou H. Energy Fuels, 2008, 22: 2877

[8] Fei J H, Yang M X, Hou Z Y, Zheng X M. Energy Fuels, 2004, 18: 1584

[9] Mao D S, Yang W M, Xia J C, Zhang B, Song Q Y, Chen Q L. J Catal, 2005, 230: 140

[10] Kim J-H, Park M J, Kim S J, Joo O-S, Jung K-D. Appl Catal A, 2004, 264: 37

[11] Mao D S, Xia J C, Chen Q L, Lu G Z. Catal Commun, 2009, 10: 620

[12] Tang Q, Xu H, Zheng Y Y, Wang J F, Li H S, Zhang J. Appl Catal A, 2012, 413-414: 36

[13] Sierra I, Ereña J, Aguayo A T, Arandes J M, Bilbao J. Appl Catal B, 2010, 94: 108

[14] Fei J H, Hou Z Y, Zhu B, Lou H, Zheng X M. Appl Catal A, 2006, 304: 49

[15] Zheng J J, Ma J H, Wang Y, Bai Y D, Zhang X W, Li R F. Catal Lett, 2009, 130: 672

[16] Yang Q, Kong M, Fan Z Y, Meng X J, Fei J H, Xiao F-S. Energy Fuels, 2012, 26: 4475

[17] Nie R F, Wang J H, Fei J H, Hou Z Y, Zheng X M. Chin J Catal (聂仁峰, 王军华, 费金华, 侯昭胤, 郑小明. 催化学报), 2011, 32: 379

[18] Jiang S, Hwang J-S, Jin T H, Cai T X, Cho W, Baek Y S, Park S-E. Bull Korean Chem Soc, 2004, 25: 185

[19] Hassanpour S, Yaripour F, Taghizadeh M. Fuel Process Technol, 2010, 91: 1212

[20] Mao D S, Zhang B, Song Q Y, Yang W M, Chen Q L. Chin J Catal (毛东森, 张斌, 宋庆英, 杨为民, 陈庆龄. 催化学报), 2005, 26: 365

[21] Khandan N, Kazemeini M, Aghaziarati M. Iran J Chem Eng, 2009, 6: 3

[22] Xue Z T, Zhang T, Ma J H, Miao H X, Fan W M, Zhang Y Y, Li R F. Microporous Mesoporous Mater, 2012, 151: 271

[23] Xu M C, Wang W, Seiler M, Buchholz A, Hunger M. J Phys Chem B, 2002, 106: 3202

[24] Wang L F, Zhang Z, Yin C Y, Shan Z C, Xiao F-S. Microporous Mesoporous Mater, 2010, 131: 58

[25] Triantafyllidis C S, Vlessidis A G, Nalbandian L, Evmiridis N P. Microporous Mesoporous Mater, 2001, 47: 369

[26] Ban S, van Laak A N C, Landers J, Neimark A V, de Jongh P E, de Jong K P, Vlugt T J H. J Phys Chem C, 2010, 114: 2056

[27] Vernimmen J, Meynen V, Herregods S J F, Mertens M, Lebedev O I, Van Tendeloo G, Cool P. Eur J Inorg Chem, 2011, 2011: 4234

[28] Xiao F-S, Wang L F, Yin C Y, Lin K F, Di Y, Li J X, Xu R R, Su D S, Schlögl R, Yokoi T, Tatsumi T. Angew Chem, 2006, 118: 3162

[29] Zhang C, Guo X W, Song C S, Zhao S Q, Wang X S. Catal Today, 2010, 149: 196

[30] Tan Y S, Zhao X, Pan J X, Xie H J, Niu Y Q. J Mol Catal (China) (谭猗生, 赵霞,潘俊轩, 解红娟, 牛玉琴. 分子催化), 1999, 13: 246

[31] Wang D Y, Wang J Q, Yang J H, Lu J M, Yin D H, Zhang Y. Chin J Catal (王迪勇, 王金渠, 杨建华, 鲁金明, 殷德红, 张艳. 催化学报), 2012, 33: 1383

[32] Chu N B, Yang J H, Li C Y, Cui J Y, Zhao Q Y, Yin X Y, Lu J M, Wang J Q. Microporous Mesoporous Mater, 2009, 118: 169

[33] Zhang S H, Zhang B L, Gao Z X, Han Y Z. J Fuel Chem Technol (张素红, 张变玲, 高志贤, 韩怡卓. 燃料化学学报), 2010, 38: 483

[34] Vishwanathan V, Jun K-W, Kim J-W, Roh H-S. Appl Catal A, 2004, 276: 251

编辑推荐

Metrics

阅读次数

全文

110

HTML			PDF

最新录用	在线预览	正式出版	最新录用	在线预览	正式出版
0	0	0	0	0	110

来源	本网站	其他网站

次数	101	9
比例	92%	8%

摘要

最新录用	在线预览	正式出版

0	0	66

	来源	本网站

	次数	66
	比例	100%

多级孔ZSM-5分子筛的合成及其在甲醇脱水制二甲醚反应中的应用

Hierarchical mesoporous ZSM-5 for the dehydration of methanol to dimethyl ether

PDF

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

扫码分享

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

[1]	林杉帆, 郅玉春, 张文娜, 袁小帅, 张成伟, 叶茂, 徐舒涛, 魏迎旭, 刘中民. 氢转移反应对分子筛催化甲醇和二甲醚动态自催化反应历程的贡献: 深入理解甲醛的生成机理和作用机制[J]. 催化学报, 2023, 46(3): 11-27.
[2]	曹凯鹏, 樊栋, 曾姝, 樊本汉, 陈南, 高铭斌, 朱大丽, 王林英, 田鹏, 刘中民. 无机体系合成纳米丝光沸石组装体及其优异的二甲醚羰基化催化性能[J]. 催化学报, 2021, 42(9): 1468-1477.
[3]	周省, 覃佳艺, 赵雪茹, 杨静. 富含吡啶氮-钴活性位点的三维多级大/介孔石墨烯作为高效可逆氧电催化剂用于可充电锌-空气电池[J]. 催化学报, 2021, 42(4): 571-582.
[4]	楚卫锋, 刘晓娜, 杨志强, Nakata Hiroya, 谭兴智, 刘雪斌, 徐龙伢, 郭鹏, 李秀杰, 朱向学. FER分子筛中铝原子的受限落位[J]. 催化学报, 2021, 42(11): 2078-2087.
[5]	贾爱平, 张云尚, 宋通洋, 胡一鸣, 郑万彬, 罗孟飞, 鲁继青, 黄伟新. TiO₂晶面依赖的Ir-TiO_x相互作用对Ir/TiO₂催化剂巴豆醛选择性加氢性能的影响[J]. 催化学报, 2021, 42(10): 1742-1754.
[6]	魏晋欣, 陈雅文, 张鸿洋, 庄赞勇, 于岩. S-型分级多孔CdS/UiO-66光催化剂的构建实现4-硝基苯胺的高效还原[J]. 催化学报, 2021, 42(1): 78-86.
[7]	廖文敏, 赵培培, 岑丙横, 贾爱平, 鲁继青, 罗孟飞. Co-Cr-O复合氧化物上丙烷低温完全氧化:结构效应、反应动力学和原位光谱研究[J]. 催化学报, 2020, 41(3): 442-453.
[8]	李露露, 李佩晓, 谭伟, 马凯莉, 邹伟欣, 汤常金, 董林. 表面Mo修饰提高CeTiO_x催化剂低温脱硝性能[J]. 催化学报, 2020, 41(2): 364-373.
[9]	赵娜, 田野, 张丽芙, 程庆鹏, 吕帅帅, 丁彤, 胡振芃, 马新宾, 李新刚. 空间位阻对吡啶过度修饰导致丝光沸石二甲醚羰基化酸性位中毒后再生的诱导作用[J]. 催化学报, 2019, 40(6): 895-904.
[10]	姚小江, 曹俊, 陈丽, 亢科科, 陈阳, 田密, 杨复沫. MnO_x/CeO₂纳米棒催化剂在低温NH₃-SCR反应中的阳离子(Zr⁴⁺,Al³⁺,Si⁴⁺)掺杂效应[J]. 催化学报, 2019, 40(5): 733-743.
[11]	魏曰, 李钢, 吕强, 程传英, 郭洪臣. 多级孔TS-1用于油酸甲酯高效绿色环氧化[J]. 催化学报, 2018, 39(5): 964-972.
[12]	常化振, 史传宁, 李明冠, 张涛, 王驰中, 江莉龙, 王秀云. 不同阳离子(NH₄⁺,Na⁺,K⁺,Ca²⁺)溴化物对商用SCR催化剂化学中毒影响机制研究[J]. 催化学报, 2018, 39(4): 710-717.
[13]	陈磊, 翁鼎, 汪家道, 翁端, 曹丽. WO₃改性CeO₂-TiO₂催化剂的低温NH₃-NO/NO₂ SCR活性和机理研究[J]. 催化学报, 2018, 39(11): 1804-1813.
[14]	刘惠, 张爽, 谢素娟, 张琬铄, 辛文杰, 刘盛林, 徐龙伢. 利用双模板剂的多级孔ZSM-11分子筛的合成、表征和催化性能[J]. 催化学报, 2018, 39(1): 167-180.
[15]	郭永乐, 张钰, 赵忠奎. 氧化铈改性多级孔Hβ分子筛催化对二甲苯与苯乙炔烯基化反应[J]. 催化学报, 2018, 39(1): 181-189.