Investigación de las Propiedades de Catalizadores Mo/ZSM-5 Basados en Zeolitas con Estructuras Microporosas y Micro-Mesoporosas
Autores: Stepanov, Andrey A.; Korobitsyna, Ludmila L.; Vosmerikov, Alexander V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
La deshidroaromatización del metano (MDA) es de gran interés como un proceso prometedor para el procesamiento de gases naturales y de petróleo asociado, cuyo componente principal es el metano. La rápida pérdida de actividad del catalizador debido a la formación de coque dificulta la introducción del proceso DHA de metano en la industria. Por lo tanto, el objetivo de esta investigación fue encontrar formas de mejorar los catalizadores Mo/ZSM-5 para MDA. El documento presenta los resultados de la síntesis de zeolitas de alta sílice del tipo ZSM-5 con estructuras microporosas y micro-mesoporosas, la preparación de catalizadores Mo/ZSM-5 basados en ellas y el estudio de las propiedades fisicoquímicas y catalíticas de las muestras obtenidas durante la conversión no oxidativa de metano en hidrocarburos aromáticos. Se investigaron los catalizadores de zeolita utilizando espectroscopia IR, difracción de rayos X, TPD-NH, SEM, HR-TEM y adsorción de N. Se encontró que la adición de negro de carbón en la etapa de síntesis de zeolita tipo ZSM-5 no condujo a cambios estructurales, y las muestras obtenidas tenían un grado de cristalinidad igual al 100%. La creación de la estructura micro-mesoporosa en los catalizadores Mo/ZSM-5 llevó a un aumento en su actividad y estabilidad en el proceso de deshidroaromatización de metano. La mayor conversión de metano se observó en un catalizador 4.0%Mo/ZSM-5 preparado a partir de zeolita sintetizada utilizando 1.0% de negro de carbón y fue del 13.0% después de 20 minutos de reacción, mientras que el rendimiento de benceno alcanzó el 7.0%. Se demostró mediante HR-TEM que se observó una distribución más uniforme del componente metálico activo en un catalizador de zeolita con estructura micro-mesoporosa que en una zeolita microporosa.
Descripción
La deshidroaromatización del metano (MDA) es de gran interés como un proceso prometedor para el procesamiento de gases naturales y de petróleo asociado, cuyo componente principal es el metano. La rápida pérdida de actividad del catalizador debido a la formación de coque dificulta la introducción del proceso DHA de metano en la industria. Por lo tanto, el objetivo de esta investigación fue encontrar formas de mejorar los catalizadores Mo/ZSM-5 para MDA. El documento presenta los resultados de la síntesis de zeolitas de alta sílice del tipo ZSM-5 con estructuras microporosas y micro-mesoporosas, la preparación de catalizadores Mo/ZSM-5 basados en ellas y el estudio de las propiedades fisicoquímicas y catalíticas de las muestras obtenidas durante la conversión no oxidativa de metano en hidrocarburos aromáticos. Se investigaron los catalizadores de zeolita utilizando espectroscopia IR, difracción de rayos X, TPD-NH, SEM, HR-TEM y adsorción de N. Se encontró que la adición de negro de carbón en la etapa de síntesis de zeolita tipo ZSM-5 no condujo a cambios estructurales, y las muestras obtenidas tenían un grado de cristalinidad igual al 100%. La creación de la estructura micro-mesoporosa en los catalizadores Mo/ZSM-5 llevó a un aumento en su actividad y estabilidad en el proceso de deshidroaromatización de metano. La mayor conversión de metano se observó en un catalizador 4.0%Mo/ZSM-5 preparado a partir de zeolita sintetizada utilizando 1.0% de negro de carbón y fue del 13.0% después de 20 minutos de reacción, mientras que el rendimiento de benceno alcanzó el 7.0%. Se demostró mediante HR-TEM que se observó una distribución más uniforme del componente metálico activo en un catalizador de zeolita con estructura micro-mesoporosa que en una zeolita microporosa.