تاثیر افزایش مزوحفره ها بر فعالیت زئولیت HZSM-5 با نسبت سیلیس به آلومینیوم بالا در فرآیند تبدیل متانول به الفین ها

در این تحقیق تاثیر افزایش مزوحفره ها بر عملکرد زئولیت HZSM-5 با نسبت سیلیس به آلومینیوم بالا در فرآیند تبدیل متانول به الفین ها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از روش سیلیس زدایی با مواد سدیم هیدروکسید، تتراپروپیل آمونیوم هیدروکسید و ستیل تری متیل آمونیوم برمید جهت ایجاد مزوحفره ها استفاده شد. آنالیزهای XRD ،FESEM ،N2 Adsorption/Desorption و NH3-TPD نیز جهت تعیین خصوصیات کاتالیست ها بر روی نمونه ها انجام شد. نتایج آنالیز XRD نشان داد که استفاده از تتراپروپیل آمونیوم هیدروکسید در عملیات سیلیس زدایی توسط سدیم هیدروکسید در نمونه مزوحفره شده Na-TPA، سبب حفظ ساختار کریستالی زئولیت مرجع Ref-ZSM-5 در این نمونه شده است. تصاویر FESEM این نمونه ایجاد شکاف ها و حفرات کوچک بر روی سطح کریستال ها را نشان داده است. نتایج آنالیز N2 Adsorption/Desorption، افزایش سطح و حجم حفرات مزو را در نمونه زئولیت Na-TPA نسبت به زئولیت مرجع Ref-ZSM-5 تائید کرده است. حفرات مزو تشکیل شده با افزایش دسترسی به سایت های فعال داخل ساختار، سبب بهبود فعالیت کاتالیستی این زئولیت شده است. به طوری که انجام تست راکتوری طولانی مدت بر روی این کاتالیست (Na-TPA) پایداری آن را به مدت 41 روز با تبدیل متانول بالای 90% نشان داد. متوسط انتخاب پذیری پروپیلن، کل الفین ها و نسبت پروپیلن به اتیلن نیز در این مدت به ترتیب 43، 76 و 6% است. درحالی که نتایج زئولیت سلیکون زدایی شده با استفاده از ستیل تری متیل آمونیوم برمید و سدیم هیدروکسید نشان داد که ساختار زئولیت مرجع Ref-ZSM-5 به طور کامل تغییر کرده و غربال مولکولی کاملا مزوحفره Al-MCM-41 تشکیل شده است. این غربال مولکولی به علت ساختار کاملا مزوحفره و توزیع سایت های اسیدی با قدرت کم در فرآیند تبدیل متانول به الفین ها هیچ گونه فعالیتی نداشت.