以天然凹凸棒石为原料合成Fe/Ti-ZSM-5沸石分子筛及其催化裂化性能

doi:10.1016/S1872-2067(12)60638-X

催化学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (8): 1504-1512.DOI: 10.1016/S1872-2067(12)60638-X

以天然凹凸棒石为原料合成Fe/Ti-ZSM-5沸石分子筛及其催化裂化性能

周晓兆^a, 刘艳^a, 孟祥举^a, 申宝剑^b, 肖丰收^a

a 浙江大学化学系, 浙江杭州 310028;
b 中国石油大学(北京)化学工程学院, 北京 102249

收稿日期:2012-12-30 修回日期:2013-04-28 出版日期:2013-08-16 发布日期:2013-07-30
通讯作者: 肖丰收
基金资助:
国家自然科学基金(U1162201).

Synthesis and catalytic cracking performance of Fe/Ti-ZSM-5 zeolite from attapulgite mineral

Xiaozhao Zhou^a, Yan Liu^a, Xiangju Meng^a, Baojian Shen^b, Feng-Shou Xiao^a

a Department of Chemistry, Zhejiang University, Hangzhou 310028, Zhejiang, China;
b Faculty of Chemical Engineering, China University of Petroleum, Beijing 102249, China

Received:2012-12-30 Revised:2013-04-28 Online:2013-08-16 Published:2013-07-30
Supported by:
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (U1162201).

摘要/Abstract

摘要： 以天然凹凸棒石为硅源、铁源和钛源,一步合成了Fe/Ti-ZSM-5分子筛.X射线衍射、扫描电镜和N₂吸附等温线测定结果表明,所合成的样品具有良好的结晶度和较大的比表面积;NH₃程序升温脱附和H₂程序升温还原结果表明,该样品具有强的酸性和氧化还原性能.更为重要的是,与常规方法制备的ZSM-5沸石相比,Fe/Ti-ZSM-5在催化裂解原料油(LGO,加拿大)的测试中,丙烯的产率提高0.21%,总轻烯烃的产率提高0.33%.由此可见,Fe与Ti物种在ZSM-5沸石分子筛中的存在有利于提高轻烯烃的产率,有望在石油炼制过程中提高烯烃产率.

关键词: 天然凹凸棒石, 铁, 钛, ZSM-5, 沸石分子筛, 催化裂化, 丙烯

Abstract: Fe/Ti-ZSM-5 zeolite was synthesized successfully from treated attapulgite (ATP). This mineral consists of amorphous silica containing Fe and Ti species. X-ray diffraction patterns, scanning electron microscopy images, and nitrogen sorption isotherms indicate that the sample has a typical MFI structure, high crystallinity, and large specific surface area. Temperature-programmed desorption of ammonia and H₂ temperature-programmed reduction indicates that the Fe/Ti-ZSM-5 zeolite is strongly acidic and has superior redox properties. More importantly, compared with conventional ZSM-5 zeolite, Fe/Ti-ZSM-5 performs well, resulting in an increase in yield of 0.21% propylene and 0.33% total light olefins in the catalytic cracking of Canadian LGO (light gas oil). These results suggest that the presence of Fe and Ti species in ZSM-5 zeolite is favorable for enhancing light olefin yields, which is potentially important for oil refining in the future.

Key words: Natural attapulgite, Iron, Titanium, ZSM-5 zeolite, Catalytic cracking, Light olefins, Propylene

周晓兆, 刘艳, 孟祥举, 申宝剑, 肖丰收. 以天然凹凸棒石为原料合成Fe/Ti-ZSM-5沸石分子筛及其催化裂化性能[J]. 催化学报, 2013, 34(8): 1504-1512.

Xiaozhao Zhou, Yan Liu, Xiangju Meng, Baojian Shen, Feng-Shou Xiao. Synthesis and catalytic cracking performance of Fe/Ti-ZSM-5 zeolite from attapulgite mineral[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2013, 34(8): 1504-1512.

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以天然凹凸棒石为原料合成Fe/Ti-ZSM-5沸石分子筛及其催化裂化性能

Synthesis and catalytic cracking performance of Fe/Ti-ZSM-5 zeolite from attapulgite mineral

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