负载型分子筛催化剂
催化剂载体
负载型催化剂的组成
01 分类
03 种类
目录
02 作用
催化剂载体又称担体（support），是负载型催化剂的组成之一，是催化剂活性组分的骨架，支撑活性组分， 使活性组分得到分散，同时还可以增加催化剂的强度。但载体本身一般并不具有催化活性。
多数载体是催化剂工业中的产品，常用的有氧化铝载体、硅胶载体、活性炭载体及某些天然产物如浮石、硅 藻土等。常用“活性组分名称-载体名称”来表明负载型催化剂的组成，如加氢用的镍-氧化铝催化剂、氧化用的 氧化钒-硅藻土催化剂。
海泡石结构示意图 这类载体为多孔性物质，比表面积较大，是使用最为广泛的一类载体。用作负载TiO2的 吸附剂类载体主要有活性炭、硅胶、多孔分子筛等。吸附剂类载体可以获得较大的负载量，可以将有机物吸附到 TiO2粒子周围，增加界面浓度，从而加快反应速度。崔鹏等将活性炭负载到TiO2膜作为光催化剂对甲基橙水溶液 进行了光催化降解试验。结果表明，与商品化的TiO2微粉光催化剂的降解性能相比，其降解速率较高，由于 TiO2/C光催化剂中活性炭良好的吸附性能，使得光催化反应体系内产生了吸附－反应－分离的一体化行为，提高 了光催化速率。国外的等研究表明，在不同负载量下，TiO2在硅胶表面均没有形成连续涂层；TiO2和SiO2之间的 作用力包括氢键、静电力和少量的Si－O－Ti键，SiO2抑制了TiO2从锐钛型向金红石型的相变。国内的郑光涛等 采用溶胶－凝胶法将改性后的高效TiO2光催化剂负载纳米TiO2光催化剂。负载后的催化剂在紫外区具有强的吸收，比表面积达到379.8m·g－1。郑珊等合成了TiO2 呈单层分散或双层分散状态的多孔分子筛MCM－41。结果表明，负载后，MCM－41孔道表面的SiO2以化学键相连生 成Si－O－Ti键。
负载型ＴＥＭＰＯ催化剂研究进展
２０１５年１２月第２３卷第１２期 工业催化ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳ Ｄｅｃ．２０１５Ｖｏｌ．２３ Ｎｏ．１２综述与展望收稿日期：２０１５－０６－０３；修回日期：２０１５－１１－２６ 基金项目：国家自然科学基金（２１３７４１０３）资助项目作者简介：阮万民，１９８８年生，男，在读硕士研究生，研究方向为高分子材料。
通讯联系人：王建黎，１９７１年生，男，博士，教授，博士研究生导师，研究方向为催化、分离与能源高分子材料、气体及水净化膜分离技术、生物质产品工程。
负载型ＴＥＭＰＯ催化剂研究进展阮万民，王建黎（浙江工业大学化学工程学院，浙江杭州３１００１４）摘 要：在均相催化体系中，小分子ＴＥＭＰＯ是醇选择性氧化为相应醛和酮最重要的有机催化剂之一，但因价格昂贵且回收工艺复杂等因素限制了均相ＴＥＭＰＯ催化剂的大规模应用。
负载型ＴＥＭＰＯ催化剂因在两相体系中易与产物分离实现回收再利用而备受关注。
ＴＥＭＰＯ催化剂的固载化处理有效实现ＴＥＭＰＯ的回收再利用，经多次重复使用仍保持较高的催化活性，且催化剂载体的特性赋予其比均相催化更高的催化活性。
根据载体不同，分别介绍固体颗粒负载型ＴＥＭＰＯ催化剂（包括无机颗粒和有机非溶性聚合物颗粒）和可溶性聚合物负载型ＴＥＭＰＯ催化剂应用于醇氧化的研究进展，并评价两类负载型ＴＥＭＰＯ催化剂的优缺点，对负载型ＴＥＭＰＯ催化剂的发展前景进行展望。
关键词：催化化学；醇氧化；负载型ＴＥＭＰＯ催化剂ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ １１４３．２０１５．１２．００１中图分类号：Ｏ６４３．３６；ＴＱ４２６．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８ １１４３（２０１５）１２ ０９６１ ０５ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎｓｕｐｐｏｒｔｅｄＴＥＭＰＯｃａｔａｌｙｓｔｓＲｕａｎＷａｎｍｉｎ，ＷａｎｇＪｉａｎｌｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１４，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｃａｔａｌｙｓｉｓ，ＴＥＭＰＯ ｂａｓｅｄｃａｔａｌｙｓｔｓｙｓｔｅｍｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｏｒｇａｎｉｃｃａｔａｌｙｓｔｓｆｏｒｓｅｌｅｃｔｉｖｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆａｌｃｏｈｏｌｓｔｏｔｈｅｉｒｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｌｄｅｈｙｄｅｓａｎｄｋｅｔｏｎｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＴＥＭＰＯｃａｔａｌｙｓｔｓｉｎｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆａｌｃｏｈｏｌｓｉｓｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄｄｕｅｔｏｉｔｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆｅｘｐｅｎｓｉｖｅＴＥＭＰＯ．ＳｕｐｐｏｒｔｅｄＴＥＭＰＯｃａｔａｌｙｓｔｓｈａｖｅｇａｉｎｅｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｔｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｅａｓｙｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｐｒｏｄｕｃｔａｎｄｃａｔａｌｙｓｔ．ＴｈｅｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＴＥＭＰＯｃａｔａｌｙｓｔｓｔｏｓｏｌｉｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｎｏｔｏｎｌｙｒｅａｌｉｚｅｄｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆＴＥＭＰＯｃａｔａｌｙｓｔｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｂｕｔａｌｓｏｍａｉｎｔａｉｎｅｄｔｈｅｈｉｇｈｅｒａｃｔｉｖｉｔｙａｆｔｅｒｒｅｐｅａｔｅｄｕｓｅ．ＴｈｅｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎＴＥＭＰＯｃａｔａｌｙｓｔｓｐｏｓｓｅｓｓｅｄｈｉｇｈｅｒｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｔｈａｎｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｃａｔａｌｙｓｔｓ，ｗｈｉｃｈａｔｔｒｉｂｕｔｅｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｃａｒｒｉｅｒｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｔａｌｙｓｔｃａｒｒｉｅｒｓ，ｔｈｅａｄｖａｎｃｅｉｎｓｏｌｉｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｕｐｐｏｒｔｅｄＴＥＭＰＯｃａｔａｌｙｓｔｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｉｎｏｒｇａｎｉｃｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｉｎｓｏｌｕｂｌｅｐｏｌｙｍｅｒｓｓｕｐｐｏｒｔｓ，ａｎｄｓｏｌｕｂｌｅｐｏｌｙｍｅｒｓｕｐｐｏｒｔｅｄＴＥＭＰＯｃａｔａｌｙｓｔｓｆｏｒａｌｃｏｈｏｌｓｏｘｉｄａｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＴｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｕｐｐｏｒｔｅｄＴＥＭＰＯｃａｔａｌｙｓｔｓｗｅｒｅｅｖａｌｕａｔｅｄａｎｄｔｈｅｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆｔｈｅｉｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗｅｒｅｏｕｔｌｉｎｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｔａｌｙｔｉｃｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；ａｌｃｏｈｏｌｏｘｉｄａｔｉｏｎ；ｓｕｐｐｏｒｔｅｄＴＥＭＰＯｃａｔａｌｙｓｔｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ １１４３．２０１５．１２．００１ＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：Ｏ６４３．３６；ＴＱ４２６．６ Ｄｏｃｕｍｅｎｔｃｏｄｅ：Ａ ＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１００８ １１４３（２０１５）１２ ０９６１ ０５ 醇氧化生成相应的醛和酮是有机合成中一种重要的官能团转换反应［１］。
负载型多级孔分子筛催化热解木质素制取单环芳烃
DOI: 10.19906/ki.JFCT.2023009负载型多级孔分子筛催化热解木质素制取单环芳烃王绍庆1,2，韩 瑜1,3，易维明1,3，李志合1,3,*，万 震1,3 ，焦 妍1,3（1. 山东理工大学 农业工程与食品科学学院, 山东 淄博 255000；2. 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室,广东 广州 510640；3. 山东省清洁能源工程技术研究中心, 山东 淄博 255000）摘 要：单环芳烃（Mono-aromatic hydrocarbons, MAHs ）是有机化工重要的基础原料，木质素经催化热解可实现绿色MAHs 的制取。
然而木质素热解气组分复杂，易导致催化剂快速积炭失活，不利于单环芳烃的富集。
采用Ni 和Ga 金属改性的多级孔分子筛（HZSM-5@Al-SBA-15）为催化剂，用于催化提质木质素热解气定向制取MAHs ，并在固定床反应器上探究催化热解产物分布规律及催化剂积炭行为。
结果表明，多级孔分子筛具有发达的孔道结构，可有效提升木质素热解气催化提质过程中的传质扩散性能，且金属元素和介孔层的引入调变了催化剂酸性分布。
相比于HZSM-5催化热解，HS （78.63%）、Ga/HS （77.15%）和Ni-Ga/HS （72.44%）多级孔分子筛均提升了MAHs 的相对含量，降低了多环芳烃的生成量，气体产物中CO 2的含量增加，表明催化剂促进了脱羧反应的进行。
此外，负载型多级孔分子筛催化剂对应的积炭量明显降低，分别为Ni/HS （7.79%）、Ga/HS （6.37%）和Ni-Ga/HS （6.63%），表明金属组分的引入提升了催化剂的抗积炭性能。
因此，基于金属修饰/孔道优化的负载型多级孔分子筛可催化提质木质素热解气定向制取高品质芳烃。
本研究可为木质素废弃物高值利用提供基础参考。
关键词：木质素；多级孔分子筛；催化热解；单环芳烃；积炭中图分类号： TK6 文献标识码： ACatalytic pyrolysis of lignin for production of mono-aromatic hydrocarbons oversupported hierarchical zeoliteWANG Shao-qing 1,2，HAN Yu 1,3，YI Wei-ming 1,3，LI Zhi-he 1,3,*，WAN Zhen 1,3，JIAO Yan1,3（1. School of Agricultural Engineering and Food Science , Shandong University of Technology , Zibo 255000, China ；2. Guangdong Provincial Key Laboratory of New and Renewable Energy Research and Development , Guangzhou 510640,China ；3. Shandong Research Center of Engineering and Technology for Clean Energy , Shandong University of Technology , Zibo255000, China ）Abstract: Mono-aromatic hydrocarbons (MAHs) are important basic raw materials for organic chemicals industry.Catalytic pyrolysis of lignin can produce MAHs. However, the complicated components of pyrolysis vapours can result in rapid coke deactivation of the catalyst and the lower yields of mono-aromatic hydrocarbons. The lignin pyrolysis vapours were upgraded to MAHs by Ni or Ga modified hierarchical zeolite (HZSM-5@Al-SBA-15). The distribution of catalytic pyrolysis products and the coke deposition behavior of catalysts were investigated in a fixed bed reactor. Results showed that the hierarchical zeolites had the developed pore structure, which could effectively improve the mass transfer and diffusion performance of lignin pyrolysis vapours. Moreover, the introduction of metal elements and mesoporous shell modulated the acidity distribution of the catalysts. Compared with the pure HZSM-5, the relative content of MAHs (78.63%), Ga/HS (77.15%) and Ni-Ga/HS (72.44%) were increased, and the content of poly-aromatic hydrocarbons was effectively inhibited. The content of CO 2 in the gas products increased,indicating that the catalyst could promote the decarboxylation reaction. In addition, the content of coke deposition with supported hierarchical zeolite catalysts was significantly reduced, which were Ni/HS (7.79%), Ga/HS (6.37%)and Ni-Ga/HS (6.63%), respectively. This indicated that the introduction of metal components improved the anti-coke performance of the catalysts. Therefore, the supported hierarchical zeolite based on metal modification and pore optimization could upgrade the lignin pyrolysis vapours into high quality aromatic hydrocarbons. This study provides a basic reference for the high value utilization of lignin waste.Key words: lignin ；hierarchical zeolite ；catalytic pyrolysis ；mono-aromatic hydrocarbon ；cokeReceived ：2022-10-26；Revised ：2022-12-02*Corresponding author. Tel ：，E-mail ：The project was supported by Natural Science Foundation of Shandong Province (ZR2021QE132), National Natural Science Foundation of China (52176192, 52130610) and the Guangdong Provincial Key Laboratory of New and Renewable Energy Research and Development (E239kf0701).山东省自然科学基金（ZR2021QE132），国家自然科学基金（52176192，52130610）和广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室（E239kf0701）资助第 51 卷 第 8 期 燃 料 化 学 学 报 （中 英 文）Vol. 51 No. 82023 年 8 月Journal of Fuel Chemistry and TechnologyAug. 2023木质纤维素生物炼制的快速发展实现了绿色燃料、化学品的高效制取，然而生物炼制产生的大量富含木质素的废渣尚未得到合理的利用[1,2]。
分子筛型催化剂
分子筛型催化剂摘要：一、分子筛型催化剂的概述二、分子筛型催化剂的分类与特点三、分子筛型催化剂的应用领域四、分子筛型催化剂的研究与发展趋势五、我国在分子筛型催化剂领域的进展正文：分子筛型催化剂是一种具有多孔结构的催化剂，其内部孔道具有特定的分子筛选功能，可以实现对不同分子的大小、形状和性质进行筛选和转化。
由于其独特的性能，分子筛型催化剂在化学、石油、环保等领域具有广泛的应用。
一、分子筛型催化剂的概述分子筛型催化剂是由分子筛载体和活性组分组成的复合催化剂。
分子筛载体具有较高的比表面积和孔容，能提供大量的活性位点，从而提高催化剂的活性和选择性。
活性组分可以是金属、金属氧化物或有机化合物等，根据不同的反应需求进行选择。
二、分子筛型催化剂的分类与特点根据分子筛的骨架结构和活性组分的不同，分子筛型催化剂可分为以下几类：1.硅铝酸盐分子筛：具有良好的酸性、碱性和中性环境，广泛应用于石油化工、环保等领域。
2.金属有机骨架分子筛（MOFs）：具有高比表面积、可调结构和化学功能团，具有很高的活性和选择性。
3.磷酸盐分子筛：具有良好的酸性、碱性和中性环境，可用于催化剂和吸附剂等。
4.分子筛膜：具有较高的分离效率和稳定性，可用于气体分离、水处理等领域。
三、分子筛型催化剂的应用领域1.石油化工：用于催化裂化、重整、加氢等过程。
2.环保：用于气体净化、废水处理等。
3.化学工业：用于合成氨、醇类合成、氧化还原等过程。
4.能源领域：用于燃料电池、电解水制氢等。
四、分子筛型催化剂的研究与发展趋势1.分子筛的设计与合成：通过计算机模拟等技术，预测和设计具有特定功能的分子筛。
2.活性组分的引入：研究不同活性组分对分子筛催化性能的影响，提高催化剂的活性和选择性。
3.分子筛催化剂的制备工艺：优化制备工艺，提高催化剂的稳定性和寿命。
4.分子筛催化剂的应用研究：探索分子筛催化剂在新能源、环境保护等领域的应用。
五、我国在分子筛型催化剂领域的进展我国在分子筛型催化剂领域取得了显著的成果，不仅在理论和实践方面取得了突破，而且已在石油化工、环保等领域得到广泛应用。
2024年负载型催化剂市场发展现状
2024年负载型催化剂市场发展现状1. 引言负载型催化剂是一种被广泛应用于化工、石油、能源和环境等行业的重要材料。
它的特点是具有较大的比表面积和较好的催化活性，能够提高反应速率和选择性。
本文将介绍负载型催化剂市场的发展现状。
2. 负载型催化剂的种类根据载体材料的不同，负载型催化剂主要分为金属载体和非金属载体两大类。
金属载体常见的有活性炭、氧化铝和硅胶等，非金属载体则包括分子筛、钛合金和碳纳米管等。
3. 负载型催化剂的应用领域负载型催化剂在许多领域都有广泛的应用。
例如，在化工工业中，负载型催化剂常被用于有机合成、催化裂化和氢化反应等。
在能源领域，负载型催化剂则可用于燃料电池和电解水制氢等。
此外，负载型催化剂还在环境保护方面具有重要作用，例如用于废气处理和垃圾焚烧等。
4. 负载型催化剂市场的发展趋势目前，全球对负载型催化剂的需求不断增长。
较高催化活性和选择性的负载型催化剂对于提高工业生产效率和节能减排具有重要意义。
因此，负载型催化剂市场的发展潜力巨大。
一方面，新型材料的出现推动了负载型催化剂市场的发展。
例如，纳米技术的应用使得负载型催化剂的粒径更小，比表面积更大，从而提高了催化活性和选择性。
另一方面，研发人员不断寻求新的载体材料，以提高负载型催化剂的稳定性和寿命。
此外，环境保护的要求也促进了负载型催化剂市场的发展。
世界各国对于废气处理和垃圾焚烧等环境问题的重视，推动了负载型催化剂的需求增长。
开发高效的负载型催化剂，能够更有效地处理和利用废物，减少对环境的污染。
5. 未来发展展望随着技术的不断进步和需求的不断增长，负载型催化剂市场有望迎来更广阔的发展前景。
未来，预计负载型催化剂的研发方向将主要集中在提高催化活性和选择性、增加载体材料的多样性、提高催化剂的稳定性和寿命等方面。
同时，环保要求的增加也将推动负载型催化剂市场的拓展。
6. 结论负载型催化剂市场作为一个重要的材料市场，发展前景广阔。
新材料的研发和环境保护需求的增加，将推动负载型催化剂市场更好地满足工业生产需求和环境保护要求。
负载Pt分子筛催化剂研究进展及应用前景
负载Pt分子筛催化剂研究进展及应用前景负载Pt分子筛催化剂（下文简称Pt/分子筛催化剂）是一种新型的催化材料，在催化领域具有广泛的研究和应用前景。
本文将对负载Pt分子筛催化剂的研究进展及其应用前景进行综述。
首先，我们来了解一下Pt/分子筛催化剂的基本概念和特点。
Pt/分子筛催化剂是通过将贵金属铂（Pt）负载到分子筛材料上制备而成的。
分子筛是一种由硅酸盐、氧化铝等材料组成的多孔结构固体，具有高比表面积和孔隙度，能够提供丰富的活性位点和高的催化活性。
而负载铂的作用是增强催化剂的稳定性和选择性，改善催化反应的效果。
近年来，研究人员对Pt/分子筛催化剂进行了广泛的研究。
首先，研究人员对负载Pt的方法进行了改进和优化，以提高催化剂的负载量和利用率。
例如，采用化学还原法、溶胶-凝胶法等制备方法，在合成过程中控制反应条件，可以实现高效的负载Pt分子筛催化剂的制备。
其次，研究人员对Pt/分子筛催化剂的结构和性能进行了深入研究。
通过X射线衍射、透射电子显微镜等表征手段，可以揭示催化剂的晶体结构、粒径分布和形貌特征。
同时，利用X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱等技术手段，可以研究催化剂的表面化学状态和活性位点分布情况。
这些研究有助于深入理解Pt/分子筛催化剂的催化机理，并为进一步优化催化剂的设计和制备提供了基础。
此外，研究人员还探索了Pt/分子筛催化剂在多种重要催化反应中的应用。
比如，在甲醇脱氢制备氢气的催化反应中，Pt/分子筛催化剂表现出优异的催化活性和稳定性，可用于氢能源的生产。
在质子交换膜燃料电池中，Pt/分子筛催化剂作为催化层的关键组成部分，可以提高电池的效率和寿命。
此外，Pt/分子筛催化剂还可以应用于汽车尾气处理、有机合成等领域，具有广阔的应用前景。
尽管Pt/分子筛催化剂在研究和应用方面取得了显著的进展，但仍面临一些挑战和问题。
首先，铂是一种昂贵的贵金属，限制了催化剂的大规模应用。
因此，寻找替代负载金属或开发新型合成方法是今后的研究方向之一。
ZSM-5分子筛负载金属氧化物催化剂催化燃烧含丙烯腈废气的性能
ZSM-5分子筛负载金属氧化物催化剂催化燃烧含丙烯腈废气的性能徐德康;王胜;丁亚;张磊;汪明哲;王树东【摘要】采用等体积浸渍法将过渡金属Cu负载到ZSM-5分子筛上,并与其他金属(Fe、Co、Ag、Pd、Ce)共浸渍得到负载型催化剂,将其用于全组分丙烯腈废气的催化脱除过程.催化活性评价结果表明,丙烯腈在Cu/ZSM-5催化剂上320℃可以实现完全转化;掺杂质量分数2％Ce后,丙烯腈的完全转化温度降低到300℃,高选择生成N2的温度窗口也变宽,催化剂稳定性高.通过X射线衍射、氮气吸附-脱附、氢气-程序升温还原、氨气-程序升温脱附和X射线光电子能谱等对催化剂的物化性能进行表征,结果表明,催化剂催化氧化丙烯腈尾气的性能依赖于Cu2+的还原能力、催化剂表面弱酸与中强酸含量以及表面Cu2+丰度.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2019(027)005【总页数】6页(P39-44)【关键词】催化化学;ZSM-5分子筛;丙烯腈;催化燃烧;铜;铈;稳定性【作者】徐德康;王胜;丁亚;张磊;汪明哲;王树东【作者单位】中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023;中国科学院大学,北京100049;中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023;中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023;中国科学院大学,北京100049;中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023;中国科学院大学,北京100049;中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023;中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室,辽宁大连116023【正文语种】中文【中图分类】O643.36;X701丙烯腈作为一种重要的化工原料，主要通过丙烯氨氧化法制得。
反应完成后，经回收精制等流程得到产物丙烯腈、乙腈、氢氰酸等，过程中会产生含丙烯腈的剧毒废气。
分子筛型催化剂
分子筛型催化剂摘要：一、分子筛型催化剂的定义与特点1.定义2.特点二、分子筛型催化剂的分类1.按照骨架结构分类2.按照孔径大小分类三、分子筛型催化剂的应用领域1.石油化工2.环保产业3.生物医药四、分子筛型催化剂的发展趋势与前景1.研究进展2.市场前景3.发展挑战与机遇正文：分子筛型催化剂是一种具有高活性、高选择性的催化剂，其核心成分为分子筛。
分子筛是一种具有规则孔道结构的晶体材料，其孔道大小可精确控制，因此具有很高的催化活性和选择性。
分子筛型催化剂广泛应用于石油化工、环保产业、生物医药等领域，具有重要的经济价值和科研价值。
按照骨架结构，分子筛型催化剂可分为几种类型，如A型、X型、Y型等。
其中，A型分子筛具有最高的活性和选择性，广泛应用于石油化工领域。
X 型分子筛具有较大的孔径，适用于较大分子的催化反应。
Y型分子筛具有较高的热稳定性，可应用于高温催化反应。
按照孔径大小，分子筛型催化剂可分为微孔型、中孔型和大孔型。
微孔型分子筛主要用于小分子催化反应，如甲醇制氢、烃类裂解等。
中孔型分子筛主要用于大分子催化反应，如苯胺合成、环己酮氧化等。
大孔型分子筛则可用于吸附、分离等过程。
在石油化工领域，分子筛型催化剂被广泛应用于裂化、重整、加氢、异构化等反应过程，以提高产物的收率和纯度。
在环保产业中，分子筛型催化剂可应用于废气净化、废水处理等过程，有助于减少污染物排放和提高资源利用率。
在生物医药领域，分子筛型催化剂可用于药物合成、生物催化等过程，提高生产效率和产品质量。
随着科技的进步，分子筛型催化剂的研究取得了一系列突破，为我国相关产业的发展提供了强大的技术支持。
然而，分子筛型催化剂的研究仍面临一定的挑战，如催化剂的合成工艺、活性位点的揭示、催化机理的研究等。
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第二部分 实验内容
1、催化剂载体的制备
将 H2O 、 CTAB 和 无 水 C2H5OH混合 置于三口烧 瓶内，室温下搅拌至完全 溶解，加入一定体积的稀 释后的氨水和TEOS；
02
将得到的白色乳状液置于晶化釜 内，在80℃下老化12小时；
04
白色固体经粗研磨后，在马 弗炉中550℃下焙烧4h，得到
吡啶-红外光 谱分析
气相色谱
比表面积
酸类型
催化剂的表征
产物组成 催化剂的评价
第三部分 结果分析与讨论
1、N2吸附-脱附分析
Samples
Si/Al-20 Si/Al-30 Si/Al-60 Si/Al-120
SiO2
表2-1 孔道verage pore size（nm）
负载型分子筛催化剂
目录
目录
第一部分：简介 第二部分：实验内容 第三部分：结果分析与讨论 第四部分：结论
第一部分 简介
2011年世界石油探明储量2264亿吨。产量也会从2010年的 7350万桶/天增加至2030年时的9300万桶/天，重油原油产量 占38%。
我国石油资源短缺，原油质量普遍偏重，化工原料需求普遍 增加。
Vmeso （m2/g）
699
10.72
1.63
708
10.34
1.73
727
10.31
1.87
743
9.86
1.83
762
9.50
1.96
M-pore sizea
（nm） 3.0
2.8
2.8
2.7
2.6
Si在载体中是以四配位形式稳定存在的，而Al在载体中是以三配位 形式存在的，Al的加入必然会导致载体骨架中出现一定的残缺面和 空洞位，造成部分骨架结构不稳定，经过高温焙烧后，不稳定的骨 架结构出现坍塌和合并，促使孔径变大、比表面和孔容变小。
异构化性能。
表2-2 不同Si/Al样品吡啶-红外数据
样品
Ratio of Brönsted and Lewis(B/L)
Si/Al-20
0.71
Si/Al-30
0.43
Si/Al-60
0.16
SiO2
-----
图2-2 催化剂样品吡啶-红外(FT-IR)谱图
第三部分 结果分析与讨论
加氢裂化热裂化产物收率分布
制备的加氢催化剂Mo-Ni/SiO2-Al2O3属于双功能催化剂，是由具有 加氢活性的金属组分（Mo-Ni）载于具有裂化和异构化活性的酸性 载体（SiO2-Al2O3）上所组成的。与热裂化做对比，气体产物中， 加氢裂化产物中C1和C2的含量低于热裂化，而产物中C3、C4和C5 的含量高于热裂化，异构化参数RG4低于热裂化参数，这是受催化 剂孔结构及加氢活性与酸性活性的相对强度共同作用的结果。
6Mo7O24 ·4H2O）和六水硝 酸镍（Ni(NO3)2·6H2O），负
载量分别为8.0%和3.0%；
高压反应釜内，在含3% CS2 的正己烷溶液中，230℃恒 温预硫化2h，后在360℃温 度下恒温预硫化4h。
3、催化剂的评价试验
选 用 Si/Al-20 为 试 验 评 价 催 化 剂 ， 以 液 体 石 蜡 为 原 料 （ 初 馏 点 >350℃），反应温度410℃，反应时间1h，催化剂浓度2%，并与热 裂化做对比实验。
催化剂载体。
01
加入硝酸铝溶液调节硅铝 比，再加入稀释后的氨水， 调节至pH到9；
03
白色胶状物质冷却至室温，分别 用去离子水、无水乙醇洗涤、经 过滤、离心后，将得到白色固体 进行干燥；
05
第二部分 实验内容
2、催化剂的制备
浸渍
预硫化
催化剂
采用等体积浸渍法分步浸渍
活性金属钼和镍。钼源和镍 源分别为七水钼酸铵(（NH4)
体上所组成的（SiO2-Al2O3）。
第四部分 结论
铝的加入及硅铝比（Si/Al）值对催化剂的孔道结构有一定的影响。 在一定范围内，随着硅铝比值的升高，催化剂样品的BET比表面和 孔容积越来越大，平均孔径和最可几孔径均减小。
铝的加入及硅铝比（Si/Al）值对催化剂酸性中心类型及相对含量 有一定的影响。在无定形硅铝材料中，纯粹的SiO2基本没有B酸中 心，随着Al的加入，催化剂出现少量B酸中心。
图2-2介孔分子筛材料的合成
第一部分 简介
主要通过烷基链影响材料孔径的大小
表面活性剂
不同的无机物质 与表面活性剂的 作用力不同，如 库仑力，氢键， 范德华力，无机 源在介质中的水 解速度与缩聚 速度的相对大小
无机物质 影响因素 合成条件
反应时间 、温度、 及pH值、 焙烧条件。
有机添加剂
改变无机物的水解速率从而达到调节作用。
重油轻质化发挥着重要作用。
第一部分 简介
加氢异构化过程中主要发生异构化、裂化和加氢等反应。加氢异 构化技术的关键和核心是催化剂。加氢异构化催化剂属于双功能 催化剂，同时具有金属活性中心和酸性活性中心。
目前应用较广的加氢金属为Pt、Pd，属较易被S，N和As等中毒的 催化活性单元，而且价格昂贵，因此有些学者建议以价格便宜的 非贵金属（Ni、Mo等）作为异构化催化剂的金属单元。
介孔材料因其特殊的孔道结构而具有良好的择形催化活性中心； 且大的比表面积提高的催化效率；功能因负载不同的活性组分可 以达到不同的加氢目的；介孔分子筛载体同时具有可调性。
第一部分 简介
加氢裂化的主要历程：
1、烷烃在金属活性中心发生脱氢反应形成烯烃； 2、脱掉的质子在B酸性中心与烯烃结合形成正碳离子； 3、正碳离子发生重排，去质子，加氢后形成饱和烃类。
正构烷烃
金属 中心
正构烯烃
＋H＋ ＋H－
异构烯烃
金属 中心
异构烷烃
＋H＋ ＋H－
仲烷基正碳离子 酸
重排
中
心
叔烷基正碳离子
图2-1 加氢裂化历程
第一部分 简介
合成的大体过程是将无机源加 入到表面活性剂和酸或碱形成 的混合溶液中，所得白色胶状 产物经室温晶化或水热处理后， 再经洗涤、过滤、焙烧或化学 处理得到介孔材料。
小分子可以在催化剂孔道中通过而不被催化异构；自由基发生碰撞，生成了带支 链的烃类产物，而异构烃类的C-C键、C-H键的键能相比正构烃类都较小，更易于 断链、脱氢；金属硫化物使得H2在反应体系中浓度大于热裂化过程中氢自由基在 反应体系中的浓度。
第三部分 结果分析与讨论
汽油产品族组成分布
表2-5 汽油产品PONA分析数据
热裂化和加氢裂化反应机理 不同，热裂化遵从自由基反 应机理，而加氢裂化遵从碳 正离子反应机理。由于酸性 载体和加氢金属活性组分的 存在，既促进了大分子裂化，
又可以抑制二次裂化。
图2-3 产物收率分布图
第三部分 结果分析与讨论
气体产物组成分布
表2-3 气体产物碳数组成分布
碳数组成
热裂化(%)
加氢裂化(%)
C1
28.19
C2
12.57
C3
1.28
C4
24.10
C5
25.79
C6
8.07
19.96 8.50 3.81 30.72 29.08 7.93
表2-4 气体产物异构化参数
异构化参数
热裂化
加氢裂化
RG4
0.55
0.29
在加氢裂化过程中，所形成的碳正离子会进一步进行异构化和β-断裂，生成烯烃 及含碳数较少的碳正离子。
族组成
热裂化（%）
加氢裂化（%）
正构烷烃
25.25
16.59
异构烷烃
29.43
49.25
烯烃
27.14
9.59
环烷烃
11.91
17.52
芳烃
6.27
6.05
表3-6 汽油产品异构化参数
异构化参数
热裂化
加氢裂化
RN
1.17
2.97
加氢裂化汽油产品中正构烷烃和烯烃的含量都低于热裂化汽油产品， 这是由于催化剂Mo-Ni/SiO2-Al2O3属于双功能催化剂，是由具有加 氢活性的金属组分（Mo-Ni）载于具有裂化和异构化活性的酸性载
第二部分 实验内容
在一利定用压吡力以啶下式等，样碱被组性测分物样在质品固在颗定固粒相体表和表面流面对动上气相气体间-分固的子吸溶具附解有，、可以吸逆红附的外、光分谱配、离子 物理吸附作用，并对测应定一交吸定换附压或物力其种存他的在亲振确和动定作谱的用带平的。衡差吸异附为量依。据
氮气吸附-脱 附分析
图2-1 催化剂孔径分布
第二部分 结果分析与讨论
2、吡啶-红外分析
在无定形硅铝材料中，纯粹的
SiO2并没有明显的裂化与异构 化活性，只有与Al2O3按一定的 比例混合才具有一定的裂化和
异构化活性。在无定形硅酸铝
材料中，硅原子以稳定的四配
位SiO4存在，而铝原子以AlO4存在。在催化剂硅铝骨架中，
AlO4-结合一个H质子形成B酸酸 性中心，而呈现一定的裂化及