正丁烷在Au,Zn组合改性纳米HZSM-5上的催化转化

doi:10.1016/S1872-2067(12)60539-7

催化学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (6): 1262-1266.DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60539-7

正丁烷在Au,Zn组合改性纳米HZSM-5上的催化转化

艾沙·努拉洪, 刘家旭, 贺宁, 郭洪臣

大连理工大学化工学院催化化学与工程系精细化工国家重点实验室, 辽宁大连116024

收稿日期:2013-02-01 修回日期:2013-02-15 出版日期:2013-06-07 发布日期:2013-06-09
通讯作者: 郭洪臣

Catalytic conversion of n-butane over Au-Zn-modified nano-sized HZSM-5

AI SHA種u La Hong, LIU Jiaxu, HE Ning, GUO Hongchen

Department of Catalytic Chemistry and Engineering & State Key Laboratory of Fine Chemicals, Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning, China

Received:2013-02-01 Revised:2013-02-15 Online:2013-06-07 Published:2013-06-09

摘要/Abstract

摘要：

采用沉积沉淀和浸渍法制备了Au-Zn组合改性HZSM-5催化剂.并且对比研究了HZSM-5,Au/HZSM-5,Zn/HZSM-5和Au-Zn/HZSM-5催化剂的性质和催化性能.采用UV-Vis和XPS表征揭示出Au-Zn/HZSM-5催化剂中Au物种与Zn物种的相互作用.正丁烷探针反应结果表明,在Zn/HZSM-5催化剂中引入Au有效地提高了正丁烷的脱氢芳构化性能,同时抑制了正丁烷在Zn活性中心上的氢解副反应.在相同条件下,与Zn/HZSM-5催化剂相比,正丁烷转化率由49.1%增加到70.8%,烯烃和芳烃产物总选择性由57%增加到61.98%,干气的选择性由31%降低至28.4%.上述结果表明,Au-Zn/HZSM-5催化剂在轻烃芳构化反应中具有良好的催化性能.

关键词: 金, 锌, HZSM-5分子筛, 正丁烷转化, 脱氢, 芳构化, 纳米金颗粒, 沉积沉淀法

Abstract:

An Au-Zn-modified HZSM-5 catalyst was prepared using deposition-precipitation and wet impregnation methods. To obtain a better understanding of the relationship between catalyst characteristics and catalytic performance, a thorough study of various catalyst samples (HZSM-5, Au/HZSM-5, Zn/HZSM-5, and Au-Zn/HZSM-5) was performed. The interactions between Au and Zn species in Au-Zn/HZSM-5 were determined using ultraviolet-visible and X-ray photoelectron spectroscopies. Compared with Zn/HZSM-5, the introduction of Au to give Au-Zn/HZSM-5 effectively promotes the dehydrogenation and aromatization of n-butane, and also suppresses hydrogenolysis over Zn species. The n-butane conversion (70.8%) and selectivity for olefins and aromatics (61.98%) increased significantly. The dry gas selectivity also decreased significantly to 28.4%. Au-Zn-containing HZSM-5 is a useful catalyst for the conversion of light alkanes.

Key words: Gold, Zinc, HZSM-5 zeolite, n-Butane conversion, Dehydrogenation, Aromatization, Nano-gold particle, Deposition-precipitation

艾沙·努拉洪, 刘家旭, 贺宁, 郭洪臣. 正丁烷在Au,Zn组合改性纳米HZSM-5上的催化转化[J]. 催化学报, 2013, 34(6): 1262-1266.

AI SHA種u La Hong, LIU Jiaxu, HE Ning, GUO Hongchen. Catalytic conversion of n-butane over Au-Zn-modified nano-sized HZSM-5[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2013, 34(6): 1262-1266.

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