中空Zn/ZSM-5催化剂制备及其丙烷芳构化反应催化性能研究

作     者：徐国皓 方佳璐 罗帅 胡永康 

作者机构：阜阳师范大学化学与材料工程学院 阜阳师范大学安徽省绿碳化学重点实验室 

出 版 物：《低碳化学与化工》 (LOW-CARBON CHEMISTRY AND CHEMICAL ENGINEERING)

年 卷 期：2025年

学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：安徽省高校自然科学重点项目(2023AH050416) 阜阳师范大学博士科研启动经费(2023KYQD0006) 省级创新训练项目(S02410371077) 校级青年人才重点项目(S02410371077) 

主　　题：中空结构 二次晶化 丙烷芳构化 Zn/ZSM-5催化剂 

摘      要：为提高常规分子筛催化剂的抗积炭性能，采用四丙基氢氧化铵（TPAOH）对ZSM-5进行二次晶化处理，进而制得了一系列Zn质量分数为2%的Zn/ZSM-5催化剂(Zn/ZSM-5（t）,t为二次晶化时间)。采用XRD、TEM和N2吸/脱附等对Zn/ZSM-5（t）进行了表征，并研究了其丙烷芳构化反应催化性能。结果表明，在脱硅重结晶过程中，ZSM-5内部的Si物种能够被OH-脱除，然后在四丙基铵阳离子（TPA+）作用下在ZSM-5表面重结晶，从而使催化剂形成中空结构。随着二次晶化时间延长，Zn/ZSM-5（t）的相对结晶度、介孔体积和壳层厚度逐渐增大，酸强度和酸量逐渐减小。在丙烷流量为5 mL/min、温度为600℃下反应4 h时，Zn/ZSM-5（36）表现出最优的催化性能，其丙烷转化率和芳烃(C6H6、C7H8和C8H10)选择性分别为80.0%和70.6%。此外，Zn/ZSM-5（36）表现出较好的抗积炭性能，反应4 h后其积炭量为1.8%。