一種碳納米管/zsm-5分子篩復(fù)合物及其合成方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
1.本發(fā)明屬于分子篩合成技術(shù)與催化領(lǐng)域,具體涉及一種碳納米管/zsm-5分子篩復(fù)合物及其合成方法,以及該復(fù)合物在苯烷基化反應(yīng)中的應(yīng)用。
背景技術(shù):
2.zsm-5分子篩是一種高硅鋁比、三維直通孔道的分子篩。zsm-5分子篩的晶體結(jié)構(gòu)屬于斜方晶系,由硅(鋁)氧四面體通過氧橋鍵相連而成。zsm-5由平行于單胞a軸的“z”字形通道和平行于單胞b軸的橢圓形通道交叉而成。zsm-5分子篩獨(dú)特的三維孔道體系對于產(chǎn)物分子的擴(kuò)散較為有利,且由于十元環(huán)孔道尺寸的限制,擇形性能較強(qiáng),不容易形成多支鏈異構(gòu)體以及大分子產(chǎn)物,同時孔道內(nèi)部不容易形成積碳,有利于催化活性的保持。除此之外,zsm-5還具有熱穩(wěn)定性高,比表面積大,其酸性中心強(qiáng)度和數(shù)量可調(diào)控等特點(diǎn)。zsm-5在石油化工、煤化工領(lǐng)域均有非常廣泛的應(yīng)用,如烷基化、芳構(gòu)化、異構(gòu)化和裂化等均有潛在應(yīng)用,其中有些已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。因此zsm-5分子篩在石油化工行業(yè)中具有舉足輕重的意義。
3.分子篩的孔道對其催化性能有很大影響,合理的孔道可以縮短分子篩擴(kuò)散路徑,提高傳質(zhì)效率,是制備更高性能催化劑的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。傳統(tǒng)分子篩的孔道結(jié)構(gòu)單一,在多分子參與的反應(yīng)過程中反應(yīng)物和產(chǎn)物的擴(kuò)散可能會受到限制,影響反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率。為了改善或解決這一問題,目前一個比較普遍的方法是引入多級孔或等級孔分子篩,在催化劑內(nèi)部形成關(guān)聯(lián)的中孔和小孔,提高分子的擴(kuò)散,緩解催化劑的積碳。分子篩多級孔的方法可以分成硬模板法、軟模板法、晶體生長控制法、拓骨架原子法和層狀分子篩擴(kuò)孔法等。
4.乙苯是重要的有機(jī)化工原料,工業(yè)上乙苯主要作為生產(chǎn)苯乙烯的原料。乙苯主要通過乙烯和苯烷基化制得。此外乙醇和苯烷基化也是一條可行的路線。乙醇作為乙烯的替代,可從農(nóng)副產(chǎn)品的綜合利用中獲得,也可從煤和天然氣中獲取,來源豐富且價格低廉。所以苯/乙醇烷基化制乙苯是一條非常有潛力的路徑。另一方面,苯烷基化反應(yīng)體系是一個串聯(lián)和并聯(lián)副反應(yīng)共存的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò),反應(yīng)體系非常復(fù)雜,產(chǎn)物除了乙苯、二乙苯外,還有副產(chǎn)物主要有甲苯、二甲苯等。這些副產(chǎn)物會嚴(yán)重影響乙苯的品質(zhì)。cn101450888a公開了一種用于乙醇和苯合成乙苯的方法,其中所述的催化劑包括:氧化鋁或氧化硅為20%~45%,高硅鋁比zsm-5為40%~70%和改性組分為5%~15%,改性組
聲明:
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我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)