微介孔Ni/ZSM-5分子筛对甲苯催化重整的影响

刘 粤,车庆丰,易 为,王贤华,陈应泉,杨海平,陈汉平

（华中科技大学 煤燃烧国家重点实验室，湖北 武汉430074）

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生物质能的利用被认为是解决能源和环境问题的有效途径之一。生物质气化是一种高效、清洁的生物质能利用方式，但气化过程中产生的焦油是限制生物质气化技术发展的重要因素[1]，[2]。在各种焦油脱除技术中，催化重整可以有效减少产气中的焦油含量，是一种较为成熟的焦油脱除技术。考虑到焦油脱除的效率与经济性，镍基催化剂被认为是目前最具发展前景的催化剂之一[3]。金属镍对C-C和C-H键断裂有较高的催化活性，载体材料对金属镍的催化性能也有较大影响，载体材料可以改善Ni的分散性，有效抑制金属颗粒的聚集并控制其粒径[4]，[5]。

分子筛作为一类重要的结晶硅铝酸盐，具有明确的孔结构、较大的表面积和较强的表面酸性，既是一种催化剂，也被广泛用作载体[6]。酸性和孔结构是分子筛最重要的两个属性。Buchireddy P R研究了不同酸性和孔径的分子筛对萘催化重整的效果，研究结果表明，随着分子筛酸性和孔径的增加，萘的转化率增加，但酸性和孔径过高会降低催化剂的寿命[7]。通过酸洗脱铝或者负载金属元素可以优化ZSM-5分子筛的酸度和酸性位点，但调节酸度只能影响那些能够进入催化剂孔道的反应物，而对于分子尺寸超过催化剂孔径的反应物几乎没有影响。生物质气化产生的焦油是含有不同大小分子的混合物，其中一些分子具有比微孔ZSM-5孔径更大的尺寸，它们只能在含有有限酸性位点的催化剂外表面进行转化，转化效率较低。……