我国煤炭储量丰厚,开展煤代替油的战略对我国的经济开展、能源安全和生态环境具有极端重大意义。甲醇制烃()是煤化工工业重要技能道路之一,也是我国完成非石油道路制取低碳烯烃或芳烃等化工根底质料的关键环节,现在已成功应用于工业化生产中。工业经济性的提高首要依赖于催化剂的改善和进程技能的优化,而催化剂的改善需要对
在MTH反响进程进行中,催化剂会发生严峻积碳,导致催化剂转化率下降,失掉活性。在之前的研讨中,人们认为是MTH反响发生的烯烃之间发生氢搬运反响生成芳烃,然后生成积碳前驱体,并终究构成积碳。最近的研讨标明,导致积碳的氢搬运反响可能是由反响物甲醇诱发的,甲醇在与催化剂反响生成失活中间体——甲醛,甲醛会促进引发氢搬运的发生,然后生成芳烃和积碳前驱体。在MTH反响中甲醛是一种生动的反响中间体,很容易发生二次反响而被转化成后续产品,因此在反响进程中甲醛的平衡浓度极低。传统GC办法对甲醛信号呼应不行,因此很难捕捉到MTH反响进程中的甲醛。从前的研讨者多是经过直接办法探求MTH中甲醛的效果,导致对MTH反响中甲醛机理的知道不行全面或模糊不清,约束了人们对MTH反响失活机理的精确知道。
潘洋课题组研制了原位低压催化反响器结合同步辐射光电离飞翔时间质谱的试验设备,可完成MTH反响产品的原位、快速质谱勘探及定性和定量。该设备对甲醛有很好的信号呼应,反响器供给的低压环境还可以尽可能的避免甲醛发生二次反响,然后可以调查和提醒MTH反响及相应的失活机理。该作业研讨了运用催化剂HSAPO-34和HZSM-5时,MTH完好反响进程中(诱导期、稳定时和失活期)甲醛以及其他产品实时的产值改变(图2)。试验成果发现甲醛和甲烷有相似的构成趋势,产值上也有严密的联络,标明甲醛首要发生于甲醇在酸性位点上发生的歧化反响。将催化剂与Y2O3进行机械混合,不难发现反响发生的甲醛被消除,然后影响了MTH反响中烯烃到芳烃和芳烃到积碳的氢搬运进程。一起试验还发现了甲醛产值的改变会影响到MTH反响中芳烃循环的奉献和乙烯的产值,然后进一步证明了乙烯的构成首要来自于烃池中的芳烃循环。这些研讨成果愈加清晰了MTH反响中甲醛的构成和演化机理,将有利于新式催化剂的规划和改进。
该论文榜首作者是文武博士生,通讯作者是潘洋研讨员和杨玖重工程师。该研讨得到了科技部要点研制方案、国家自然科学基金和中科院合肥壮科学中心项目的支撑。
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