تاثیر افزایش مزوحفره‌ها بر فعالیت زئولیت HZSM-5 با نسبت سیلیس به آلومینیوم بالا در فرآیند تبدیل متانول به الفین‌ها

در این تحقیق تاثیر افزایش مزوحفره‌ها بر عملکرد زئولیت HZSM-5 با نسبت سیلیس به آلومینیوم بالا در فرآیند تبدیل متانول به الفین‌ها مورد بررسی قرار گرفت. بدین‌منظور از روش سیلیس‌زدایی با مواد سدیم هیدروکسید، تتراپروپیل‌آمونیوم هیدروکسید و ستیل‌تری‌متیل‌آمونیوم‌‌برمید جهت ایجاد مزوحفره‌ها استفاده شد. آنالیزهای XRD ،FESEM ،N2 Adsorption/Desorption و NH3-TPD نیز جهت تعیین خصوصیات کاتالیست‌ها بر‌روی نمونه‌ها انجام شد. نتایج آنالیز XRD نشان داد که استفاده از تتراپروپیل‌آمونیوم هیدروکسید در عملیات سیلیس‌زدایی 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 شکاف‌ها و حفرات کوچک بر‌روی سطح کریستال‌ها 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 سایت‌های فعال داخل ساختار، سبب بهبود فعالیت کاتالیستی این زئولیت شده است. به‌طوری‌که انجام تست راکتوری طولانی مدت بر‌روی این کاتالیست (Na-TPA) پایداری آن را به‌مدت 41 روز با تبدیل متانول بالای 90% نشان داد. متوسط انتخاب‌پذیری پروپیلن، کل الفین‌ها و نسبت پروپیلن به اتیلن نیز در این مدت به‌ترتیب 43، 76 و 6% است. درحالی‌که نتایج زئولیت سلیکون‌زدایی شده با استفاده از ستیل‌تری‌متیل‌آمونیوم‌ برمید و سدیم‌هیدروکسید نشان داد که ساختار زئولیت مرجع Ref-ZSM-5 به‌طور کامل تغییر کرده و غربال مولکولی کاملاً مزوحفره Al-MCM-41 تشکیل شده است. این غربال مولکولی به‌علت ساختار کاملاً مزوحفره و توزیع سایت‌های اسیدی با قدرت کم در فرآیند تبدیل متانول به الفین‌ها هیچ‌گونه فعالیتی نداشت.