تهیه و شناسایی کاتالیست‌های کامپوزیتی نانواکسیدهای Fe-Cr/ZSM-5 و ارزیابی فعالیت کاتالیستی آنها در فرآیند تهیه استایرن

Abstract

در این مقاله نخست زئولیت ZSM-5 با استفاده از متاکائولن به‌عنوان منبع آلومینا و توسط دستگاه مایکروفر سنتز گردید. در این راستا زئولیت ZSM-5 با خلوص بالا و در مدت زمان کم (min25 تابش‌دهی با مایکروفر) با موفقیت تهیه شد. در مرحله بعدی کاتالیست‌های کامپوزیتی نانواکسیدهای آهن و کروم– زئولیت ZSM-5 تهیه گردید. این کاتالیست‌ها به دو روش پخش در حالت جامد (SSD) و کپسوله کردن تهیه شدند. در روش اول از مخلوط پودری Fe2O3ا، Cr2O3 و K2CO3 به نسبت‌های وزنی مختلف با زئولیت‌های ZSM-5 استفاده شد. اما در روش دوم کمپلکس‌های این فلزات درون حفرات زئولیت ZSM-5 کپسوله شدند. کاتالیست‌های تهیه شده با استفاده از تکنیک‌های FT-IRا، XRDا، SEM و EDX مورد شناسایی و بررسی قرار گرفتند. عملکرد کاتالیستی نمونه‌های تهیه شده در فرآیند دهیدرروژناسیون اتیل‌بنزن به استایرن در دمای ºC 610 و در فشار atm 1 و در حضور بخار آب ارزیابی گردید. نتایج حاصل مشخص کرد کاتالیست‌های تهیه شده بر‌روی زئولیت ZSM-5، نسبت به زئولیت تنها، کارایی بسیار بهتری دارند و همچنین نمونه‌های دارای Fe2O3 نسبت به نمونه‌های دارای Cr2O3 به‌طور موثرتری عمل می‌نمایند. ضمناً کاتالیست‌های سنتز شده با روش کپسوله شدن، به‌دلیل داشتن اندازه کوچک‌تر و توزیع یکنواخت ذرات، نسبت به کاتالیست‌های تهیه شده با روش SSD، راندمان و تبدیل بالاتری در تولید استایرن از خود نشان می‌دهند.