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Insights into the Key Factor of Zeolite Morphology on the Selective Conversion of Syngas to Light Aromatics over a Cr2O3/ZSM-5 Catalyst
ACS Catalysis ( IF 11.3 ) Pub Date : 2020-12-10 , DOI: 10.1021/acscatal.0c03658 Chang Liu 1, 2 , Junjie Su 2 , Su Liu 2 , Haibo Zhou 2 , Xiaohong Yuan 2 , Yingchun Ye 2 , Yu Wang 2 , Wenqian Jiao 2 , Lin Zhang 2 , Yiqing Lu 2 , Yangdong Wang 2 , Heyong He 1 , Zaiku Xie 3
ACS Catalysis ( IF 11.3 ) Pub Date : 2020-12-10 , DOI: 10.1021/acscatal.0c03658 Chang Liu 1, 2 , Junjie Su 2 , Su Liu 2 , Haibo Zhou 2 , Xiaohong Yuan 2 , Yingchun Ye 2 , Yu Wang 2 , Wenqian Jiao 2 , Lin Zhang 2 , Yiqing Lu 2 , Yangdong Wang 2 , Heyong He 1 , Zaiku Xie 3
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One-step conversion of syngas to aromatics (STA) over an oxide–zeolite bifunctional catalyst is promising as an alternative route for aromatic production. Control of aromatic distribution and enhancement of benzene, toluene, and xylene (BTX) selectivity are still a big challenge. Decoupling the complex reaction network, the relative activity of aromatization and alkylation on ZSM-5 determines the aromatic distribution. Herein, the STA reaction was studied over Cr2O3/ZSM-5 to reveal the influence of the zeolite morphology parameters on aromatic distribution. Using the “substitution ratio of aromatic ring” SC9+/A to reflect the relative rate of alkylation to aromatization, the linear dependence of SC9+/A on the morphology parameter (1/b) of ZSM-5 was revealed. The methodology for control of aromatic distribution by altering the crystal size of ZSM-5 along the b-axis is then proposed. By further enhancing the aromatization activity via ion exchange of Zn to ZSM-5, a bifunctional catalyst showing a high BTX space time yield of 2.47 mmol g–1 h–1 (on carbon base) with 49.1% BTX fraction is developed.
中文翻译：
Cr 2 O 3 / ZSM-5催化剂上沸石形态对合成气选择性转化为轻芳烃的关键因素的见解
通过氧化物-沸石双功能催化剂将合成气一步转化为芳烃（STA）有望成为芳烃生产的另一种途径。控制芳族化合物的分布以及提高苯，甲苯和二甲苯（BTX）的选择性仍然是一个很大的挑战。解耦复杂的反应网络，ZSM-5上芳构化和烷基化的相对活性决定了芳烃的分布。在本文中，对Cr 2 O 3 / ZSM-5上的STA反应进行了研究，以揭示沸石形态参数对芳族分布的影响。使用“芳环取代率” S C9 + / A来反映烷基化与芳构化的相对速率，S的线性依赖性揭示了ZSM-5的形态参数（1 / b）为C9 + / A。通过改变ZSM-5沿的晶体尺寸为芳香族分布的控制的方法b轴随后提出。通过进一步将锌离子交换成ZSM-5来增强芳构化活性，开发了一种双功能催化剂，该催化剂显示出BTX时空产率为2.47 mmol g –1 h –1（基于碳），具有49.1％BTX分数。
更新日期：2020-12-18
中文翻译：
Cr 2 O 3 / ZSM-5催化剂上沸石形态对合成气选择性转化为轻芳烃的关键因素的见解
通过氧化物-沸石双功能催化剂将合成气一步转化为芳烃（STA）有望成为芳烃生产的另一种途径。控制芳族化合物的分布以及提高苯，甲苯和二甲苯（BTX）的选择性仍然是一个很大的挑战。解耦复杂的反应网络，ZSM-5上芳构化和烷基化的相对活性决定了芳烃的分布。在本文中，对Cr 2 O 3 / ZSM-5上的STA反应进行了研究，以揭示沸石形态参数对芳族分布的影响。使用“芳环取代率” S C9 + / A来反映烷基化与芳构化的相对速率，S的线性依赖性揭示了ZSM-5的形态参数（1 / b）为C9 + / A。通过改变ZSM-5沿的晶体尺寸为芳香族分布的控制的方法b轴随后提出。通过进一步将锌离子交换成ZSM-5来增强芳构化活性，开发了一种双功能催化剂，该催化剂显示出BTX时空产率为2.47 mmol g –1 h –1（基于碳），具有49.1％BTX分数。
京公网安备 11010802027423号