不同金属改性ZSM-5分子筛对乙醇芳构化影响探究

高子叶，陈 月

（盘锦职业技术学院,辽宁 盘锦 124000)

摘 要：采用离子交换法对ZSM-5分子筛进行了改性，同时采用XRD、BET,NH,-TPD等手段进行了表征,研究了金属改性前后HZSM-5分子筛的晶相结构、孔结构以及酸性的变化。结果表明，金属的加入没有破坏原有的骨架结构，改性后的HZSM-5分子筛的比表面积以及酸性分布均发生变化。在常压、450℃、WHSV=5h^－1的反应条件下,对4种分子筛进行芳构化性能评价，其中Zm-HZSM-5分子筛表现出较优的芳构化性能，最高芳烃收率可达35.3%。

关键词：全属改性;ZSM-5分子筛；乙醇;芳构化

0 引言

在石油化工领域，芳烃作为不可或缺的基础原料，对国民经济发展起着举足轻重的作用。芳烃在国民经济中的地位，与乙烯和丙烯的重要性不相上下，共同构成了石化工业的支柱”。为弥补石油资源不足，利用生物质能源（如生物乙醇)生产芳烃已成为研究热点。生物乙醇的出现，既能解决传统能源资源限制的问题，又能解决一部分环境污染的问题。经过多年的发展，我国燃料乙醇产业已构建起一定规模的产业体系和应用基础，特别是利用纤维素生产生物乙醇的研究已取得阶段性成果。利用秸秆制备生物乙醇也成了被推广的新兴产业，在缓解大气污染以及资源紧张的同时，又可以实现双碳背景下的生物质能源综合利用。

近年来，已有研究者对乙醇转化为芳香烃(苯、甲苯、二甲苯)的研究结果进行了系统化讨论，研究了沸石催化剂存在下乙醇转化为芳香烃的特点及各阶段转化机理，但至今说法不—。孔道结构独特以及性质稳定的ZSM-5分子筛被认为是乙醇芳构化反应的理想催化剂。然而，纯ZSM-5分子筛存在芳烃选择性低、催化剂易积碳失活等问题。利用金属改性处理的ZSM-5分子筛，其催化乙醇芳构化反应的性能显著增强，是一种有效提高ZSM-5分子筛催化性能的策略，同时也为实现生物质资源高效转化制芳烃提供了新的思路。通过引人不同金属元素，可以调变分子筛的酸性、孔道结构以及氧化还原性能，从而显著提高乙醇芳构化反应的活性和选择性。

本文采用离子交换法引人 Ni、Cu、Zn、Ga 4 种金属,制备 Ni -HZSM-5,Cu-HZSM-5,Zn-HZSM -5、Ga-HZSM-5分子筛,探究金属改性对HZSM-5分子筛孔结构以及酸性分布的影响，并且考察4种改性后分子筛的芳构化性能。

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