Subiecte

Abstract

Prezenta lucrare introduce o perspectivă bună pentru dezvoltarea catalizatorilor ierarhici cu performanțe catalitice excelente în procesul de conversie a metanolului în hidrocarburi aromatice (MTA). Zeolitii ierarhici H-ZSM5, cu o dimensiune a porilor personalizați și diferite rapoarte Si/Al, au fost sintetizați direct folosind argilă caolin naturală ca resursă de siliciu și aluminiu la un cost redus. Explorarea ulterioară pentru sinteza directă a structurilor ierarhice HZSM-5 a fost conversia asistată cu abur (SAC) cu o sursă de zaharidă economică și accesibilă de sirop de porumb cu conținut ridicat de fructoză (HFCS), ca agent mezopor secundar. Zeoliții fabricați prezintă o cristalinitate bună, nanostructuri 2D și 3D, o suprafață specifică ridicată, dimensiunea porilor adaptată și aciditate reglabilă. În cele din urmă, performanța catalizatorului în conversia metanolului în hidrocarburi aromatice a fost testată într-un reactor cu pat fix. Catalizatorii sintetizați H-ZSM5 au prezentat o conversie superioară a metanolului (peste 100 ore până la 90%) și selectivitate (peste 85%) în conversia metanolului în produse cu hidrocarburi aromatice.

Introducere

În această lucrare, conversia asistată cu abur (SAC) a fost utilizată ca metodă de sinteză ușoară și scalabilă pentru sinteza directă a ierarhiei H-ZSM5 din argilă caolin naturală ca resursă de siliciu și aluminiu la un cost redus. Mai mult, pentru prima dată, siropul de porumb cu conținut ridicat de fructoză a fost folosit ca material verde, abundent și ieftin pentru a introduce porii secundari (agent mezopor) în sistem. Siropul de porumb bogat în fructoză este o soluție apoasă clară de zaharide și poate fi considerat o sursă bună și ieftină de zahăr. În cele din urmă testat a fost performanța H-ZSM5 ca catalizator în procesul metanol-hidrocarbură. Rezultatele catalitice au ilustrat stabilitatea și selectivitatea excepționale față de compușii aromatici.

Rezultate si discutii

Profilurile TGA/DTG ale probei de caolin sunt prezentate în Fig. 1a. Pierderea totală în greutate conform curbei TG a fost de 14,8%. Scăderea ușoară în greutate observată în intervalul de temperatură de 40-180 ° C poate fi atribuită pierderii de apă adsorbată. Pierderea semnificativă de masă în intervalul de temperatură de 400-700 ° C este asociată cu dezhidroxilarea grupelor structurale Al-OH rezultate din conversia caolinului în metakaolin. Mai mult, nu se poate observa nicio pierdere de masă evidentă în intervalul de temperatură de 750-850 ° C. Procesul de metakaolinizare termică a caolinului este reprezentat de următoarea reacție 30,31;

ierarhici

(A) Grafic TG/DTG de kaolinit purificat. (b) Spectre FT-IR de caolin, metakaolin și zeolit ​​H-ZSM5. (c) Modele XRD de kaolinit brut și meta-kaolinit purificat. (d) Compararea XRD a zeoliților sintetizați.

Unde Mîn și Mafară sunt cantitățile de metanol pompat în reactor și respectiv metanol neconvertit în probe apoase.