Direct K+ and Ag+ Ion-exchanged into SAPO-34 Prepared via Microwave Irradiation and Its Performance in MTO

IF 16.4 1区化学 Q1 CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY

Accounts of Chemical Research Pub Date : 2024-05-19 DOI:10.21123/bsj.2024.9017

Mazin Jasim mohammed, Najwa Saber majeed

{"title":"Direct K+ and Ag+ Ion-exchanged into SAPO-34 Prepared via Microwave Irradiation and Its Performance in MTO","authors":"Mazin Jasim mohammed, Najwa Saber majeed","doi":"10.21123/bsj.2024.9017","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"حديثآ، أصبحت الأوليفينات مادة مهمة للصناعات، وخاصة في البلاستيك. إن التكلفة العالية لإنتاج الأوليفينات من مصادرنفطية جعلت الباحثين يفتشون عن طرق بديلة. إن تحويل الكحولات إلى أوليفينات بواسطة العامل المساعد هي طريقة ممتازة. يعتبر زيولايت SAPO-34 عوامل مساعدة مناسبة في هذا المجال. لذلك، تم تحضيرها بإستخدام المورفولين كقالب بواسطة إشعاع الميكروويف. تم إدخال أيونات البوتاسيوم و الفضة بنجاح عن طريق التبادل الأيوني. تم تشخيص العينات بتقنيات XRD, SEM, EDX, BET, FT-IR, TGAو DTG. أظهر تحليل XRD تبلور أعلى لـ K-SAPO-34 وحجم بلوري أصغر من Ag-SAPO-34. في حين أشارت تحاليل SEM و EDX إلى التوزيع المثالي لأيونات المعادن K و Ag. وصلت المساحة السطحية إلى 287.64 و 254.59 م2 /غم لـ K-SAPO-34 و Ag-SAPO-34 على التوالي. أظهر تحليل TGA ثباتًا حراريًا عاليًا مقابل التكسير عند درجة حرارية وصلت الى 1100 مئوية. أجريت إختبارات كفاءة النماذج المحضرة من العامل المساعد في عملية تحويل الميثانول الى أوليفينات خفيفة MTO في مفاعل ثلاثي طبقة الحشوة عند درجات حرارة 350 , 400 , 450 و 500 مئوية بسرعة وزنية WHSV بلغت 7.7 ساعة-1. بلغ التحويل للنموذجين 100٪ عند درجة 400 مئوية بإنتقائية وصلت الى 85٪ لنموذج K-SAPO-34 في حين أظهرالنموذج Ag-SAPO-34 عمرًا أطول وصل إلى 475 دقيقة مع انتقائية إجمالية للإوليفينات بلغت 74٪. تم دراسة السرعة الوزنية للميثانول الداخل للنموذج K-SAPO-34 بالساعة عند 15 و 21.1 ساعة -1. وجد أنه بزيادة السرعة الوزنية، انخفض تحويل الميثانول وانتقائية الأوليفينات. أن إضافة K و Ag إلى SAPO-34 يزيد المساحة السطحية ويحسن انتشارالمواد المتفاعلة داخل المسام. بهذا تحدث إعاقة للفحم المترسب في المسام و يحسن انتقائية الأوليفين.","PeriodicalId":1,"journal":{"name":"Accounts of Chemical Research","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":16.4000,"publicationDate":"2024-05-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Accounts of Chemical Research","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.21123/bsj.2024.9017","RegionNum":1,"RegionCategory":"化学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q1","JCRName":"CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

حديثآ، أصبحت الأوليفينات مادة مهمة للصناعات، وخاصة في البلاستيك. إن التكلفة العالية لإنتاج الأوليفينات من مصادرنفطية جعلت الباحثين يفتشون عن طرق بديلة. إن تحويل الكحولات إلى أوليفينات بواسطة العامل المساعد هي طريقة ممتازة. يعتبر زيولايت SAPO-34 عوامل مساعدة مناسبة في هذا المجال. لذلك، تم تحضيرها بإستخدام المورفولين كقالب بواسطة إشعاع الميكروويف. تم إدخال أيونات البوتاسيوم و الفضة بنجاح عن طريق التبادل الأيوني. تم تشخيص العينات بتقنيات XRD, SEM, EDX, BET, FT-IR, TGAو DTG. أظهر تحليل XRD تبلور أعلى لـ K-SAPO-34 وحجم بلوري أصغر من Ag-SAPO-34. في حين أشارت تحاليل SEM و EDX إلى التوزيع المثالي لأيونات المعادن K و Ag. وصلت المساحة السطحية إلى 287.64 و 254.59 م2 /غم لـ K-SAPO-34 و Ag-SAPO-34 على التوالي. أظهر تحليل TGA ثباتًا حراريًا عاليًا مقابل التكسير عند درجة حرارية وصلت الى 1100 مئوية. أجريت إختبارات كفاءة النماذج المحضرة من العامل المساعد في عملية تحويل الميثانول الى أوليفينات خفيفة MTO في مفاعل ثلاثي طبقة الحشوة عند درجات حرارة 350 , 400 , 450 و 500 مئوية بسرعة وزنية WHSV بلغت 7.7 ساعة-1. بلغ التحويل للنموذجين 100٪ عند درجة 400 مئوية بإنتقائية وصلت الى 85٪ لنموذج K-SAPO-34 في حين أظهرالنموذج Ag-SAPO-34 عمرًا أطول وصل إلى 475 دقيقة مع انتقائية إجمالية للإوليفينات بلغت 74٪. تم دراسة السرعة الوزنية للميثانول الداخل للنموذج K-SAPO-34 بالساعة عند 15 و 21.1 ساعة -1. وجد أنه بزيادة السرعة الوزنية، انخفض تحويل الميثانول وانتقائية الأوليفينات. أن إضافة K و Ag إلى SAPO-34 يزيد المساحة السطحية ويحسن انتشارالمواد المتفاعلة داخل المسام. بهذا تحدث إعاقة للفحم المترسب في المسام و يحسن انتقائية الأوليفين.

查看原文本刊更多论文

微波辐照制备的 SAPO-34 中的直接 K+ 和 Ag+ 离子交换及其在 MTO 中的性能

近来，烯烃已成为工业，尤其是塑料工业的重要材料。从石油来源生产烯烃的高昂成本促使研究人员寻找替代方法。通过催化剂将醇类转化为烯烃是一种很好的方法。SAPO-34 沸石是这一领域的合适催化剂。因此，以吗啉为模板，通过微波辐照制备了 SAPO-34 沸石。通过离子交换成功引入了钾离子和银离子。样品通过 XRD、SEM、EDX、BET、FT-IR、TGA 和 DTG 进行了表征。XRD 分析表明，K-SAPO-34 的结晶度更高，晶体尺寸比 Ag-SAPO-34 小。而 SEM 和 EDX 分析表明，K 和 Ag 金属离子分布完美。K-SAPO-34 和 Ag-SAPO-34 的表面积分别达到 287.64 和 254.59 m2/g。TGA 分析表明，这种催化剂在 1100°C 的温度下具有很高的热稳定性，不会发生裂解。在 350、400、450 和 500 ℃、WHSV 为 7.7 h-1 的三层间歇反应器中，对催化剂制备模型进行了甲醇转化为 MTO 的效率测试。K-SAPO-34 在 400 ℃ 时的转化率达到 100%，选择性为 85%，而 Ag-SAPO-34 的使用寿命更长，为 475 分钟，总体烯烃化选择性为 74%。研究了进入 K-SAPO-34 模型的甲醇的重力速度，分别为 15 和 21.1 h-1。结果发现，随着重力速度的增加，甲醇转化率和烯烃选择性都有所下降。在 SAPO-34 中加入 K 和 Ag 增加了表面积，改善了反应物在孔隙中的扩散。这抑制了孔隙中的炭沉积，提高了烯烃选择性。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

Accounts of Chemical Research 化学-化学综合

CiteScore

31.40

自引率

1.10%

发文量

312

审稿时长

2 months

期刊介绍： Accounts of Chemical Research presents short, concise and critical articles offering easy-to-read overviews of basic research and applications in all areas of chemistry and biochemistry. These short reviews focus on research from the author’s own laboratory and are designed to teach the reader about a research project. In addition, Accounts of Chemical Research publishes commentaries that give an informed opinion on a current research problem. Special Issues online are devoted to a single topic of unusual activity and significance. Accounts of Chemical Research replaces the traditional article abstract with an article "Conspectus." These entries synopsize the research affording the reader a closer look at the content and significance of an article. Through this provision of a more detailed description of the article contents, the Conspectus enhances the article's discoverability by search engines and the exposure for the research.