沸石载体结构优化提升费托合成反应中汽油馏分支链异构体产率的研究

本文揭示了钴纳米催化剂在费托合成(FT)反应中，具有布朗斯特-劳里(Br?nsted-Lowry)酸位点的沸石纳米海绵对提高汽油馏分(C5-11)支链异构体(i-C5-11)产率的关键作用。研究发现MFI型沸石外表面酸位点可促进异构化和裂解反应，当Si/Al比为50时，i-C5-11选择性达25.6%，为生产高附加值汽油燃料提供了理想载体材料。

　　

亮点

本研究系统阐明了外表面布朗斯特-劳里(Br?nsted-Lowry)酸位点在调控费托合成产物选择性中的关键作用。通过精确调控MFI型沸石纳米海绵的结构参数，实现了汽油馏分(C_5-11)支链异构体的高效制备。

催化剂制备

采用四种不同合成策略制备MFI沸石：使用双季铵盐表面活性剂C_18-6-4作为有机结构导向剂(OSDA)，合成了厚度约2.5nm的纳米海绵型MFI沸石，其Si/Al比分别为20、50、100、200和∞。同时选用商业H-MFI沸石(CBV8014)作为参照，晶体厚度约40nm。

催化剂表征

XRD图谱显示所有样品均具有典型的MFI骨架特征衍射峰。值得注意的是，在20°-30° 2θ范围内未观察到宽峰，表明样品均具有高结晶度且无定形二氧化硅杂质。但不同样品的峰宽存在显著差异，这与其晶体尺寸分布密切相关。

结论

本研究证实具有超薄晶体框架和高外表面面积的MFI纳米海绵(MFI-2.5)负载钴催化剂，在费托合成中表现出最优的CO转化率和汽油馏分(C_5-11)支链异构体选择性。当Si/Al比为50时，催化剂同时具备适中的酸位点浓度和优异的金属分散性，为生产高辛烷值汽油提供了理想的双功能催化体系。