原位合成球花形貌多级孔ZSM-5 及其催化甲醇制丙烯性能

童伟益，宋家庆，赵 昱

1.中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，绿色化工与工业催化国家重点实验室，上海 201208；2.北京化工大学，化学工程国家重点实验室，北京 100029

丙烯是重要的石油化工基础原料，用于生产多种精细化学品。甲醇制丙烯（MTP）是当前煤基碳资源绿色催化转化的重要途径之一[1-2]。高选择性分子筛催化剂的开发是MTP技术的核心[3]，具有二维十元环交叉孔道的ZSM-5（MFI）分子筛，在MTP应用中具有很好的丙烯选择性，但是其微孔结构中狭长的Zig-Zag孔道、较小的外比表面积，严重抑制了中间产物丙烯的释放和反应过程中热量的传递，因此，调控外表面的酸性位点至关重要[4-5]。

通过控制合成方法或使用后处理修饰手段，提高ZSM-5分子筛的比表面积、调控表面酸分布，及缩短扩散路径（如：b轴取向），以提高孔道择形性、提升丙烯扩散能力，同时降低外表面积炭，这都是实现MTP反应高丙烯选择性和高稳定性的关键[6-8]。张兰兰等[9]认为介微结构特征影响MTP反应性能，丙烯和总低碳烯烃选择性随着介孔孔容的增加而增加。Li等[10]通过NH4F改性调变铝配位状态，再经碱处理，成功引入均匀、贯通的介孔结构，催化寿命和丙烯选择性明显提高。Zhang等[11]采用协同两步晶化、浓凝胶合成体系和氨基酸辅助的合成策略，制备了具有较好单分散性和高结晶度的单晶MFI拓扑结构纳米分子筛，在MTP中展现了优异的性能。Cui等[12]将Kirkendall生长策略成功拓展到多级孔ZSM-5分子筛的合成，产物富铝的ZSM-5在保持较强抗积炭能力的同时，丙烯选择性得到大幅度的提高。……