甲醇制烯烃积碳失活原因告破

本文摘要：近日，中国科学院沈阳化物所刘中民院士和魏迎旭研究员团队在甲醇制烯烃反应积碳失活机理方面获得新进展，找到笼结构分子筛催化剂甲醇转化成积碳跨笼生长机制。

近日，中国科学院沈阳化物所刘中民院士和魏迎旭研究员团队在甲醇制烯烃反应积碳失活机理方面获得新进展，找到笼结构分子筛催化剂甲醇转化成积碳跨笼生长机制。　　该项研究中，研究团队融合甲醇转化成为烯烃反应，利用高分辨质谱与同位素标记技术相结合的手段，因应理论计算出来，顺利解析了之前不得而知的高比较分子质量的简单积碳分子结构，系统研究了积碳生长过程中初始积碳基元物种在分子筛笼间的交联生长过程，得出了比较原始的甲醇制烯烃反应积碳演进路径：SAPO-34分子筛笼内活性烃池物种逐步扩环、米粉环化生成3至4个环的积碳前躯体，随后这些积碳结构基元通过共价键跨笼交联，构成多核、类纳米石墨烯结构的米粉环芳烃物种。这类跨笼交联的米粉环芳烃物种相当严重妨碍反应传质，造成催化剂失活。随后的扩展研究找到，跨笼积碳失活不道德在其他笼结构分子筛催化剂体系也普遍存在。

　　分子筛催化剂的石油化工(催化裂化、异构化等)和煤化工(甲醇制烯烃、合成气转化成等)等工业过程在国民经济中具备最重要地位，因其酸催化特征，催化剂因积碳而失活是普遍现象。必须对催化剂大大烧炭再造才能保持其活性，以构建装置的长周期操作者。虽然分子筛催化剂积碳失活问题仍然受到普遍的推崇，但如何使催化剂防止积碳依然是一项将来的科学挑战。

　　要解决问题这一难题，必须对催化剂积碳失活的机理有了解的理解。目前，文献对分子筛积碳的理解概括为分子筛内部非常简单的米粉环芳烃物种或分子筛外表面分解的石墨简化的积碳，无法关联出有清楚的积碳演进途径。

从分子水平对积碳物种结构展开仅有谱图解析并追踪积碳物种的演进对积碳失活和催化剂再造过程具备最重要现实意义。

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