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纳米ZSM-5分子筛的酸脱铝改性及其催化萘和甲醇的烷基化

反应性能

王文静;武光;吴伟;王高亮;昝望;戚鑫

【摘要】分别采用盐酸、草酸、柠檬酸对晶种引导的无模板剂合成的纳米ZSM-5

分子筛进行脱铝改性,利用XRD、N2吸附-脱附、27AlNMR、XRF、NH3-TPD、

Py-IR等方法对其进行表征,并考察了不同种类的酸脱铝对ZSM-5分子筛的结构、

酸性及其催化萘与甲醇的烷基化反应性能的影响.结果表明,盐酸、柠檬酸与草酸均

可脱除分子筛的骨架铝和非骨架铝,但3种酸对分子筛的脱铝程度不同.纳米ZSM-

5分子筛经酸脱铝后,在脱除了部分强酸中心的同时产生了一定比例的二次介孔,有

效地改善了反应物和产物的扩散性能,使催化萘与甲醇的烷基化反应的萘转化率、

2,6-二甲基萘(2,6-DMN)选择性和产物中n(2,6-DMN)/n(2,7-DMN)均有不同程度

的提高,并且表现出更强的抗失活能力.

【期刊名称】《石油学报（石油加工）》

【年(卷),期】2014(030)004

【总页数】9页(P620-628)

【关键词】纳米分子筛;ZSM-5;酸脱铝;烷基化;2,6-二甲基萘

【作者】王文静;武光;吴伟;王高亮;昝望;戚鑫

【作者单位】黑龙江大学催化技术国际联合研究中心,高效转化的化工过程与技术

黑龙江普通高校重点实验室,化学化工与材料学院,黑龙江哈尔滨150080;黑龙江大

学催化技术国际联合研究中心,高效转化的化工过程与技术黑龙江普通高校重点实

验室,化学化工与材料学院,黑龙江哈尔滨150080;黑龙江大学催化技术国际联合研

究中心,高效转化的化工过程与技术黑龙江普通高校重点实验室,化学化工与材料学

院,黑龙江哈尔滨150080;黑龙江大学催化技术国际联合研究中心,高效转化的化工

过程与技术黑龙江普通高校重点实验室,化学化工与材料学院,黑龙江哈尔滨

150080;黑龙江大学催化技术国际联合研究中心,高效转化的化工过程与技术黑龙江

普通高校重点实验室,化学化工与材料学院,黑龙江哈尔滨150080;黑龙江大学催化

技术国际联合研究中心,高效转化的化工过程与技术黑龙江普通高校重点实验室,化

学化工与材料学院,黑龙江哈尔滨150080

【正文语种】中文

【中图分类】TQ426.94

聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）是一种新型聚酯材料，具有优越的机械性能、耐热

性、阻气性和化学稳定性，在电子元件、仪器仪表、绝缘材料以及航天航空和原子

能材料等制造行业具有非常广阔的应用前景［1－2］。然而，由于PEN的单体原

料2，6-二甲基萘（2，6-DMN）的生产工艺复杂、成本较高，已成为制约PEN

发展的关键［3－4］。目前，通过萘的烷基化反应一步法直接制备2，6-DMN是

最合理的技术路线，但是该反应的产物复杂，仅二甲基萘（DMN）就有10种异

构体，并且这些异构体沸点接近，特别是2，6-DMN与2，7-DMN的沸点仅相

差0.3℃，分离提纯难度大，因此开发高选择性催化剂是实现一步法生产2，6-

DMN的关键。分子筛由于具有规整孔道结构和可调变的酸性，可用作萘或2－甲

基萘一步法制备2，6-DMN的催化剂，但由于分子筛孔道及酸性的不同，其催化

萘的烷基化反应结果也表现出很大差异。在Hβ、HY等大孔分子筛上选择性合成

2，6-DMN时发现，由于这些分子筛的孔径相对较大（0.7nm左右），产物的扩

散阻力减小，对萘或甲基萘烷基化反应的催化活性较高，但由于孔道对生成动力学

尺寸较大的DMN异构体的约束作用减弱，因此2，6-DMN的选择性较低；以甲

醇为烷基化试剂，萘在HY分子筛催化下的转化率和2，6-DMN的选择性分别为

48%和13%，接近热力学平衡组成的12%［5－6］。以Hβ分子筛为催化剂时，

甲基萘的烷基化产物中2，6-DMN和2，7-DMN