[B,Al]-IM5分子筛的合成及其在甲苯与乙烯烷基化反应中的催化性能

摘要

采用水热晶化法，以1,5-双（N-甲基吡咯烷）戊烷溴盐（MPPBr₂）为模板剂，在n（SiO₂）∶n（Al₂O₃）=40～80的范围内合成了纯相[B,Al]-IM5分子筛。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光光谱仪（XRF）、电感耦合等离子体发射光谱-质谱仪（ICP-MS）、静态氮吸附仪和化学吸附仪等方法对分子筛进行了表征。结果表明，与棒状IM-5分子筛中试样品相比，[B,Al]-IM5分子筛呈片层形貌，XRD峰强度较低，比表面积较大，酸量和B酸量/L酸量较低。在[B,Al]-IM5分子筛的晶化过程中发现，B原子以四配位形式进入分子筛骨架，模板剂的分解量较少，促进了分子筛某方向晶面的生长，出现片层形貌。对于甲苯与乙烯气相烷基化反应，在300℃、n（SiO₂）∶n（Al₂O₃）=60的条件下，[B,Al]-IM5分子筛的乙烯转化率为97.0%～98.5%，甲苯转化率为12.0%～10.3%，接近理论转化率（12.5%），对-甲乙苯的选择性为41.9%～73.8%，对位选择性为79.1%～85.8%。与ZSM-5相比，[B,Al]-IM5的反应温度较低（300℃），乙烯转化率较高（98.5%），可以稳定运行105 h，较文献报道的改性ZSM-5分子筛和中试IM-5分子筛分别延长了25 h和78 h。

关键词

分子筛 / [B,Al]-IM5 / 烷基化 / 对-甲乙苯 / 催化性能