تاثير افزايش مزوحفره‌ها بر فعاليت زئوليت HZSM-5 با نسبت سيليس به آلومينيوم بالا در فرآيند تبديل متانول به الفين‌ها

در اين تحقيق تاثير افزايش مزوحفره‌ها بر عملكرد زئوليت HZSM-5 با نسبت سيليس به آلومينيوم بالا در فرآيند تبديل متانول به الفين‌ها مورد بررسي قرار گرفت. بدين‌منظور از روش سيليس‌زدايي با مواد سديم هيدروكسيد، تتراپروپيل‌آمونيوم هيدروكسيد و ستيل‌تري‌متيل‌آمونيوم‌‌برميد جهت ايجاد مزوحفره‌ها استفاده شد. آناليزهاي XRD ،FESEM ،N2 Adsorption/Desorption و NH3-TPD نيز جهت تعيين خصوصيات كاتاليست‌ها بر‌روي نمونه‌ها انجام شد. نتايج آناليز XRD نشان داد كه استفاده از تتراپروپيل‌آمونيوم هيدروكسيد در عمليات سيليس‌زدايي توسط سديم هيدروكسيد در نمونه مزوحفره شده Na-TPA، سبب حفظ ساختار كريستالي زئوليت مرجع Ref-ZSM-5 در اين نمونه شده است. تصاوير FESEM اين نمونه ايجاد شكاف‌ها و حفرات كوچك بر‌روي سطح كريستال‌ها را نشان داده است. نتايج آناليز -N2 Adsorption/Desorption، افزايش سطح و حجم حفرات مزو را در نمونه زئوليت Na-TPA نسبت به زئوليت مرجع Ref-ZSM-5 تائيد كرده است. حفرات مزو تشكيل شده با افزايش دسترسي به سايت‌هاي فعال داخل ساختار، سبب بهبود فعاليت كاتاليستي اين زئوليت شده است. به‌طوري‌كه انجام تست راكتوري طولاني مدت بر‌روي اين كاتاليست (Na-TPA) پايداري آن را به‌مدت 41 روز با تبديل متانول بالاي 90% نشان داد. متوسط انتخاب‌پذيري پروپيلن، كل الفين‌ها و نسبت پروپيلن به اتيلن نيز در اين مدت به‌ترتيب 43، 76 و 6% است. درحالي‌كه نتايج زئوليت سليكون‌زدايي شده با استفاده از ستيل‌تري‌متيل‌آمونيوم‌ برميد و سديم‌هيدروكسيد نشان داد كه ساختار زئوليت مرجع Ref-ZSM-5 به‌طور كامل تغيير كرده و غربال مولكولي كاملاً مزوحفره Al-MCM-41 تشكيل شده است. اين غربال مولكولي به‌علت ساختار كاملاً مزوحفره و توزيع سايت‌هاي اسيدي با قدرت كم در فرآيند تبديل متانول به الفين‌ها هيچ‌گونه فعاليتي نداشت.