酸掺杂原位合成多级孔SAPO-34及用于催化甲醇制烯烃反应

邵 川,王银忠,秦冬玲,杨 刚

(南京工业大学 化工学院 材料化学工程国家重点实验室,江苏 南京 211800)

乙烯、丙烯是化学工业的基础有机化工原料,其主要由石油的催化/裂解制得。由于石油资源消耗量日益增加及社会对乙烯丙烯需求量的不断提升,人们迫切需要寻找一条新的工艺路线制备低碳烯烃。甲醇作为一种基础化工原料,在催化剂作用下,可以用于制备低碳烯烃,由此广泛研究了甲醇制烯烃工艺(MTO)[1]。微孔分子筛被认为是一种优良的催化剂,其广泛使用的原因在于分子筛具有独特的择形作用和优异的催化活性。SAPO-34分子筛为微孔分子筛的一种,具有适宜的酸性[2]、独特的孔结构[3],对产物分子具有特定的选择作用,应用于甲醇制烯烃工艺,其对低碳烯烃的选择性较高[4-5],取得了优异的催化效果[6-7]。然而SAPO-34的微孔结构极易造成一些大分子物质难以扩散出去,沉积在分子筛内部,易造成分子筛因积炭而失活[8]。

为解决分子筛因焦炭沉积而失活的问题,提高分子筛的催化性能,有研究者提出制备多级孔道结构的SAPO-34分子筛[9-10]。多级孔结构的SAPO-34分子筛,具有微孔-介孔或微孔-介孔-大孔的复合结构的孔道,与仅具有微孔结构SAPO-34分子筛相比,复合的孔道结构使反应物分子更容易扩散进入到分子筛内部，结合活性位点进行反应[11],且反应生成的大分子物质更易扩散出去。为了制备多级孔结构SAPO-34分子筛,人们开发了多种方法,包括硬模板法、软模板法、原位合成法及后处理法[12]等。……