MCM-22 molekulaarsõela üldised füüsikalised ja keemilised omadused
(1) Pooride omadused: MCM-22 molekulaarsõela adsorptsiooniomaduste mõõtmisel leiti, et MCM-22 adsorptsiooniisotermis oleva N kuju on Langmuir II tüüpi ja selle BET eripind võib ulatuda üle 500 m'/g. H-K meetodil arvutatud proovi MCM-22 pooride suuruse jaotuse järgi ilmneb pooride suuruse jaotuse kõver topeltpiigid (vt joonis 1-8). On näha, et sellel on kaks korrapärast pooristruktuuri ja selle keskmine pooride suurus on 0,5 nm. Kuna MCM-22 koosneb 10MR sinusoidaalsest kanalisüsteemist ja 12MR superpuurist, on selle pooride maht suurem kui ZSM-5 oma, mis koosneb 10 MR ristkanalist, ja on ka suurem kui SSZ-24 molekulaarsõel ühemõõtmelise 12 MR-ga. Kuid see on väiksem kui Y-tüüpi ja beeta-molekulaarsõelad, millel on kolmemõõtmeline 12MR kanalisüsteem.
(2) Happesus: nagu on näidatud NH;-Joonisel 1-9 näidatud MCM-22 TPD spekteril, on MCM-22 kahe tugevusega happetsentreid 96 ja nõrga happetsentri maksimaalne desorptsioonipiigi temperatuur asub 254 kraadi lähedal. Tugeva happekeskuse maksimaalne desorptsiooni tipptemperatuur asub 431 kraadi lähedal, mis on põhimõtteliselt sama, mis ZSM-5 molekulidel.
MCM-22 molekulaarsõela katalüütiline jõudlus
Tänu oma ainulaadsele pooride struktuurile ja happelistele omadustele on MCM-22 molekulidel hea katalüütiline jõudlus paljudes reaktsiooniprotsessides, peamiselt järgmistes aspektides:
1Alküleerimisreaktsioon
MCM-22, MCM-49, MCM-56 ja teised MWW struktuurimolekulid on väga head katalüsaatorid olefiinide ja benseeni alküülimisreaktsioonil. Välismaal on MCM{18}}22 tööstuslikult arendatud süsivesinike muundamise protsessina, eriti benseeni alküülimisreaktsioonis etüleeni ja propüleeniga [0. Võrreldes USY, Beta ja ZSM-5 molekulaarsõeltega on MWW molekulaarsõeladel kõrge selektiivsus monoalküülsaaduste suhtes, kui olefiinide konversioonimäär on kõrge, ning kõrvalsaadused, nagu olefiini oligomerisatsiooniproduktid, polüalküülbenseen ja rasked komponendid, on elimineeritud. haruldane. Lisaks on MCM-22 molekulaarsõela katalüsaatoril ka kerged reaktsioonitingimused, madal benseeni ja eeni suhe ning keskkonnasõbralikkus. Meng w et al. [1106] võrdles benseeni ja propüleeni alküülimisreaktsiooni jõudlust MCM-22 ja Beeta molekulaarsõelade vahel. Tulemused näitavad, et kolmemõõtmelise 12 MR kanali struktuuriga beeta molekulaarsõelal on suurem algne alküülimisaktiivsus, samas kui 12 MR superpuuri ja 10 MR kanaliga MCM-22 molekulidel on kõrgem alküülimise stabiilsus.
Cejka J et al. uuris molekulaarsõelte MCM-22 ja MCM-58 tolueeni ja propüleeni alküülimisreaktsiooni toimivust. Tulemused näitavad, et MCM{20}}22 molekulaarsõel on metüülkumeeni suhtes väga madala selektiivsusega, samas kui 10 MR kanaliga molekulaarsõel ZSM-5 on metüülkumeeni suhtes kõrge selektiivsusega. See näitab, et tolueeni ja propüleeni alküülimisreaktsioon MCM-22 molekulaarsõelal võib toimuda peamiselt välispinnal (või 12MR augus) või välispinna lähedal (või 12MR superpuuris, mis on välispinnale lähemal). MCM-22 molekulaarsõela benseeni alküülimise jõudlus. Tulemused näitavad, et kui räni ja alumiiniumi suhe on 40, saavutab kumeeni ja n-propüülbenseeni selektiivsus kõige kõrgema ning dikumeeni ja trikumeeni selektiivsus on madalaim.
2Aromatiseerimise reaktsioon
Ga-MCM-22 molekulaarsõela [9] kasutatakse reformimisreaktsioonis ja selle aromatiseerimisvõime on võrreldav Pt-Re/AlzO-ga; väärismetallist katalüsaator. Zn/MCM-22 ja Ga/MCM-22 molekulaarsõeltel on kõrge aktiivsus ja selektiivsus n-butaani aromatiseerimisreaktsiooni suhtes [109]. Mo/MCM-22 molekulaarsõel on metaani hapnikuvaba aromatiseerimisreaktsiooni alal palju uuritud. Su Yy10) ja teised on näidanud, et Mo/MCM-22 ja Mo/ZSM-5 katalüsaatorite aktiivsus on samaväärne, kuid esimeste selektiivsus ja stabiilsus on oluliselt paremad kui viimastel: Bai Jie et al. [Uuringud näitavad, et Mo/MCM-22 Katalüsaatori kõrge stabiilsuse põhjuseks võib olla see, et MCM-22 molekulaarsõela 12 MR superpuur on suure süsiniku hoidmisvõimega.
3 Katalüütiline krakkimine
Corma et al. f2 kasutas MCM-22 krakkimisvõime uurimiseks toorainena n-heptaani. Tulemused näitasid, et MCM-22 molekulaarsõela katalüütilise krakkimise jõudlus on vahemikus 10MR molekuli kuni 12MR molekuli. MCM-22 [131 molekulaarsõela kasutatakse FCC katalüsaatori lisandina. Võrreldes ZSM-5 molekulidega väheneb selle gaasi ja kuiva gaasi kogusaagis, vähenevad bensiinikaod ning suurendatakse propüleeni/propaani ja buteeni/butaani suhet. See näitab, et MCM-22 molekulaarsõel on suurepärane katalüsaatorlisand uue koostisega bensiini tootmiseks. MCM-22 molekulaarsõela lisatav kogus on siiski suhteliselt suur (massiosa 13%)3. Meie uurimisrühm rakendas MCM-22 C4 ja C5 olefiinide krakkimise protsessis etüleeni ja propüleeni tootmiseks ning saavutas hea propüleeni selektiivsuse.
Lisaks saab MCM-22 molekulaarsõela kasutada ka tolueeni disproportsiooniks! 51, 1-buteeni skeleti isomerisatsioon!, olefiini oligomerisatsioon, hüdrokrakkimine, eeterdamine, väävlitustamine, NOx eliminatsioon, n-butaan dehüdrogeenimine skeleti isomerisatsioon! ja muud reaktsioonid. . .