2017, Vol. 37
[PDF全文]
2. 广东省大气环境与污染控制重点实验室, 广州 510006;
3. 广东省环境风险防控与应急处置工程技术研究中心, 广州 510006
2. Guangdong Provincial Key Laboratory of Atmospheric Environment and Pollution Control, Guangzhou 510006;
3. Guangdong Provincial Engineering and Technology Research Center for Environmental Risk Prevention and Emergency Disposal, South China University of Technology, Guangzhou Higher Education Mega Centre, Guangzhou 510006
近年来, 低温等离子体催化技术被用于NOx、臭气、挥发性有机物 (Volatile Organic Compounds, VOCs) 的治理, 因其具有可在常温常压下快速反应的优点, 且比单独使用等离子体技术能耗低、选择性高, 获得了学者们越来越多的关注 (黄智等, 2015; 丁志威等, 2014).在等离子体催化反应中, 催化剂能够延长气体在电场内的停留时间, 促进VOCs分子与活性物种的碰撞接触, 并提高选择性, 在反应过程中发挥着重要作用 (Vandenbroucke et al., 2011).为了提高系统的去除率、碳平衡及CO2选择性, 各种各样的催化剂 (如TiO2、Al2O3、SiO2、CeO2、MnOx、ZrO2、LaCoO3和分子筛) 应用于研究 (Kim et al., 2015; Zhu et al., 2015; Thevenet et al., 2014).其中, ZSM-5作为一种高硅分子筛, 因具有独特的孔道择型性、表面酸性、离子交换特性、孔径、热稳定性, 被大量应用于石油石化工业的催化和吸附 (Majewska et al., 2014).本文选用ZSM-5的另外一个原因是其孔径 (0.54~0.58 nm) 与甲苯 (分子动力学直径0.58 nm) 非常接近, 利于空间择型吸附 (陈扬达等, 2016), 这是由于沸石分子筛的吸附容量与催化反应关系密切, 吸附容量越大, 催化活性也好 (Oh et al., 2005).
目前用过渡金属氧化物来替代贵金属成为一种发展趋势.其中, 镍因其廉价易得、具有加氢活性的特点, 在引导裂解反应、部分氧化甲烷反应中成为最常见的过渡金属 (Majewska et al., 2014).Kim等 (2006)发现表面放电反应器内NiO/TiO2对苯的转化率要高于相同负载量的Ag/TiO2.在更早的文献中Yamamoto等 (1996)将Ni、Co、Cu、Cr和V等负载在BaTiO上分解CCIa, 相同能量密度下Ni催化剂的活性最强 (吴军良等, 2014).另外, 硅铝比也影响着等离子体催化反应活性, 即使在相同分子筛载体上, 硅铝比的不同会影响负载金属的存在形态和催化剂表面电流的传播, 较低硅铝比的沸石分子筛有更强的表面放电能力, 从而增强催化活性 (Kim et al., 2015).然而, 硅铝比作为分子筛的重要特征结构, 其性质的差异极大地影响沸石的吸附性能和催化性能, 目前却鲜有关于分子筛硅铝比性质对等离子体催化降解VOCs活性影响研究的报道.
本研究选用低浓度甲苯作为目标污染物, 使用过量浸渍法在不同硅铝比的ZSM-5沸石分子筛上负载NiO, 评价其协同等离子体催化降解甲苯的性能.实验中通过各种分析手段考察不同硅铝比ZSM-5负载NiO后的不同状态, 并且进行了分子筛的甲苯吸附性能实验, 以及在不同放电电压下考察甲苯去除率、碳平衡和二氧化碳选择性, 并采用气相色谱质谱联用仪 (GC-MS) 分析分子筛表面吸附残留的有机降解产物, 旨在阐明ZSM-5协同低温等离子体降解甲苯的活性与硅铝比之间的关系, 以及NiO的调控作用.
2 实验 (Experiment part) 2.1 材料制备采用过量浸渍法制备Ni/ZSM-5催化剂.选用硅铝比分别为38、70、170的ZSM-5分子筛 (纯度99.9%, 南京先锋纳米材料科技有限公司)(以下简称ZSM-38、ZSM-70、ZSM-170), 以Ni (NO3)2·6H2O (广州化学测试中心) 为金属前驱体.首先称取3.892 g Ni (NO3)2·6H2O, 常温常压下用100 mL蒸馏水进行溶解, 然后分别称取2 g ZSM-38、ZSM-70、ZSM-170于烧杯中, 量取10 mL Ni (NO3)2溶液并分别逐滴滴入装有催化剂的烧杯中, 搅拌至浑浊, 放入50 ℃恒温摇床中进行振荡至干燥 (24 h), 然后在120 ℃的烘箱 (NDO-700, 日本EYELA公司) 内彻底干燥后碾磨均匀, 最后用马弗炉 (VULCAN 3-550, 美国Neytech公司)400 ℃焙烧5 h并碾磨均匀.负载后样品的Ni的理论质量分数为4%, 并进行ICP测试.所有粉末状样品均经过压片、过筛至40~60目后装载入反应管在常温常压下进行实验.
2.2 材料表征采用透射电子显微镜 (TEM) 观测样品孔道结构, 并计算负载后的金属颗粒大小; 采用XRD分析样品的晶相结构; 采用XPS分析Ni的存在形态; 通过氮气吸附-脱附实验测定样品孔隙信息; 其中用BET法计算比表面积; 使用Horvath-Kawazoe法计算微孔比表面积及微孔孔容.为研究硅铝比对负载于ZSM-5上的金属Ni的调控作用, 利用H2-TPR、NH3-TPD和Toluene-TPD观测样品氧化还原性能、表面酸性和甲苯吸附能力.
本实验选取气态甲苯为处理对象, 使用GC-MS (GCMS-QP2014C, 岛津) 测定其在吸附和放电过程中的浓度变化.放电结束后, 取出反应管内的分子筛浸泡在2 mL CS2中, 超声萃取30 min, 通过过滤膜 (0.22 μm, 中国津腾) 过滤上清液, 然后使用GC-MS (GCMS-QP2010Ultra, 岛津) 测定催化剂表面副产物.GC-MS配置RTX-ms毛细柱, 进样口温度200 ℃, 检测器250 ℃, 分流比为10:1, 进样体积3 μL, 40 ℃开始以5 ℃·min-1的速度程序升温到110 ℃.
2.3 甲苯吸附及脱除性能评价所有实验均在常温常压下进行, 甲苯脱除性能评价装置如图 1所示.反应器为线筒式介质阻挡放电 (DBD) 反应器, 以石英管 (内径6 mm, 管壁厚度1 mm) 为介质材料, 以直径2 mm的钼棒为中心高压电极, 外管壁包裹铁丝网连接地极, 放电区域长度为10 mm.气体总流速为100 mL·min-1, N2和O2的比例为4:1, 用氮气鼓泡的方式控制甲苯浓度为100×10-6.反应器电源为高频交流电源 (广州白云电器有限公司), 实验中为考察电压的影响, 介质阻挡放电电压采用8 kV和10 kV两种电压进行对比.催化剂用量均为0.15 g, 用石英棉将其固定于等离子体放电区域内.实验过程中, 采用连续放电的方式, 即催化剂在反应管内吸附甲苯饱和后继续通入甲苯进行放电, 以样品的平衡吸附容量、甲苯去除率、碳平衡、二氧化碳选择性为评价指标, 计算公式见式 (1)~(4).
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(3) |
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(4) |
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| 图 1 实验装置示意图 Fig. 1 Schematics of the experimental setup |
式中, t为吸附时间 (min); qt为单位质量吸附剂在ts时间内的甲苯吸附量 (mg·g-1); F为气体总流速 (mL·min-1); Ci为吸附i min后出口甲苯浓度 (10-6); η为甲苯去除率；C0为甲苯入口气体浓度 (10-6); W为吸附剂的填装量 (g); ts为吸附平衡时间 (min); B为碳平衡；[CO2]、[CO]分别表示反应器出口处的CO2、CO浓度 (10-6)；ACO2为CO2选择性.
3 结果与讨论 (Results and discussion) 3.1 材料表征表 1总结了本实验中制备的催化剂物理性质.由BET数据可知, 随着硅铝比的增大, 催化剂比表面积逐渐增加, 负载Ni后, 催化剂比表面积均有所降低, 但总体趋势不变.由表 1中ICP数据可知, Ni的负载量也随着硅铝比的增大而增大, 推测更高的硅铝比有利于Ni及其氧化物与分子筛ZSM-5的相互作用, 促进其在ZSM-5表面的高度分散.接下来将应用XRD与H2-TPR等表征结果证明此推理.
| 表 1 分子筛物理性质 Table 1 Physical properties of the catalysts |
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催化剂表面负载Ni及其氧化物的尺寸分布及TEM图如图 2所示.从图 2的TEM图可以发现, Ni及其氧化物均匀分布在分子筛表面.经粒径分布统计数据可知, Ni/ZSM-38上的Ni及其氧化物尺寸主要是1.4~2.2 nm, Ni/ZSM-70上的Ni及其氧化物尺寸主要是3.7~4.3 nm, Ni/ZSM-170上的Ni及其氧化物尺寸主要是1.4~1.8 nm, 且氧化态Ni物种晶粒尺寸最小, 分散度最高, 结合ICP数据 (表 1) 可以推断, Ni及其氧化物均充分负载在分子筛载体上, 并通过离子交换作用一部分进入了载体微孔或骨架内部.
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| 图 2 不同硅铝比Ni/ZSM的TEM图及粒径分布 (a. Ni/ZSM-38, b. Ni/ZSM-70, c. Ni/ZSM-170) Fig. 2 TEM pattern and particle size distribution of different Si/Al of Ni/ZSM catalysts (a. Ni/ZSM-38, b. Ni/ZSM-70, c. Ni/ZSM-170) |
3种硅铝比的Ni/ZSM催化剂XRD图如图 3所示.在2θ为7.9°、8.9°、22°~25°处出现尖锐的衍射峰均与ZSM-5标准卡片对应, 这是由于催化剂载体规则孔道的周期性与高度结晶化 (Qiu et al., 2011).3种硅铝比的Ni/ZSM在2θ等于37.2°、43.3°、62.9°处均检测到了NiO特征峰, 分别对应NiO的 (111)、(200) 和 (220) 晶面 (韩贺等, 2014), 但其衍射峰均较小较宽, 说明NiO粒子较小, 分布较均匀 (李顺清等, 2012), 其结果与图 2 TEM图相对应.肖淑勇等 (1990; 1988) 发现Ni的负载会使ZSM-5上各元素原子表面组成发生变化, 使其表面呈Al、Ni富集, Si含量相对稳定, NiO会与载体相互作用生成类NiAl2O4, 同时陈彤等 (2000)研究也发现Ni的存在会促进表面铝酸盐物种生成.而卢仁杰等 (2014)在研究Fe/ZSM催化剂的过程中发现, 分子筛硅铝比不同, 会影响分子筛中Fe的存在形态.因此, 可以推测部分氧化态Ni物种向载体次表层或深层体相扩散, 与载体相互作用增强形成NiAl2O4尖晶石, 而NiAl2O4大多呈无晶形态, 难以被XRD检测到 (韩贺等, 2014).
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| 图 3 不同硅铝比Ni/ZSM的XRD图谱 Fig. 3 XRD pattern of different Si/Al of Ni/ZSM catalysts |
3种硅铝比的Ni/ZSM催化剂Ni 2p3/2 XPS图如图 4所示.由文献可知 (Peck et al., 2012; Kónya et al., 2004; Nesbitt et al., 2000), 在结合能为854.1 eV、855.8 eV处的峰归属为NiO, 在结合能为860.6 eV、863.4 eV处的峰归属为二价Ni阳离子的卫星峰, 在结合能为857.2 eV处的峰归属为NiAl2O4, 其结果与XRD分析结果一致.
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| 图 4 不同硅铝比Ni/ZSM的XPS图谱 Fig. 4 XPS pattern of different Si/Al of Ni/ZSM catalysts |
图 5为3种不同硅铝比的Ni/ZSM催化剂H2-TPR谱图.一般而言, Ni/ZSM催化剂有3种还原峰 (韩贺等, 2014).由图 5中的曲线可以看出, 各Ni/ZSM催化剂均在280 ℃左右出现了1个较低温度的还原峰, 归属于体相NiO的还原; 在402 ℃出现了一个较高温度的还原峰, 归属于与载体强作用的NiO的还原; 以及在Ni/ZSM-170催化剂上检测到的720 ℃的高温还原峰, 归属于NiO向ZSM-5的次表层或深层体相扩散形成的NiAl2O4的还原 (任世彪等, 2007).还原峰的温度越高, 说明氧化态Ni物种与载体之间的作用力越强.从图中可以看出, 随着硅铝比的增大, 402 ℃处的峰逐渐增强, 说明NiO高度分散在载体表面且与载体存在较强的相互作用 (吴军良等, 2014).对于硅铝比为170的Ni/ZSM催化剂而言, 在720 ℃出现的平缓的还原峰, 表明活性组分NiO部分进入了载体ZSM晶格中, 少部分以NiAl2O4形式存在 (Kim et al., 2015), 因此与载体作用最强, 更难以被还原 (Fang et al., 2005), 充分应证了TEM与XRD的推断结果.
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| 图 5 不同硅铝比Ni/ZSM的H2-TPR图谱 Fig. 5 H2-TPR pattern of different Si/Al of Ni/ZSM catalysts |
经计算可得3种硅铝比的Ni/ZSM催化剂耗氢量分别为1.17、1.29、1.40 mmol·g-1, 结合还原峰的位置可以推断, 催化剂的氧化还原性能Ni/ZSM-170＞Ni/ZSM-70＞Ni/ZSM-38.
图 6为3种不同硅铝比的ZSM与Ni/ZSM催化剂NH3-TPD谱图.可以发现, 随着硅铝比的升高, 负载前后的ZSM分子筛的总酸量均逐渐降低 (罗晓鸣等, 1986; Yeh et al., 2016), 这是由于沸石的酸性是由骨架铝引起的 (王锋等, 2003), 硅铝比越高, 骨架带电荷越少 (李兆飞等, 2014), 从而总酸量降低.这种现象对于低强度酸尤其明显 (Sujeerakulkai et al., 2016), 但高强度酸却反而表现出逐渐增加的趋势.因为低、中强酸大多位于分子筛外表面, 强酸位于分子筛孔道的交叉点处 (王锋等, 2003), Si/Al增大, 催化剂表面脱铝, 从而弱酸量大幅减少.
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| 图 6 不同硅铝比ZSM与Ni/ZSM的NH3-TPD图 Fig. 6 NH3-TPD pattern of different Si/Al of ZSM and Ni/ZSM catalysts |
负载Ni后, 不仅影响了NH3脱附的数量, 还改变了最高峰的温度.一方面, 无论硅铝比大小, 催化剂的低强度酸量增加了近1倍, 但中高强度酸量明显减少, 综合总酸量均有不同程度的降低, 这与邱珂等研究结果一致 (Qiu et al., 2011).曹平等 (1993)研究发现Ni具有调变酸性的作用, 因为Ni2+有空的3f轨道, Ni2+引入改变了分子筛表面酸的分布.因此可以猜测这是由于NiO会覆盖一部分酸活性中心, 导致总酸量略有降低, 而Ni的存在会促进表面铝酸盐物种的生成, 使其成表面呈铝、镍富集 (肖淑勇等, 1990; 1988;陈彤等, 2000), 因而使一部分中高强度酸转化为了低强度酸, 从而产生以上现象.另一方面, 低强度酸、中强度酸、高强度酸的最高峰温度均向更高温处偏移, 这可能是由于NiO粒子与载体有较好的分布和相互作用 (Botas et al., 2014).经计算, 表 2总结了不同硅铝比分子筛ZSM负载前后的酸量.分子筛表面的总酸量及强酸与弱酸的含量分配, 将会显著影响其甲苯降解性能和放电后表面积炭情况, 我们将在接下来的评价实验中证明此观点.
| 表 2 不同硅铝比分子筛ZSM与Ni/ZSM酸量 Table 2 Acid content of different Si/Al of ZSM and Ni/ZSM catalysts |
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不同硅铝比ZSM与Ni/ZSM的Toluene-TPD图谱如图 7所示.硅铝比愈大, 甲苯脱附最高峰温度愈高, 被吸附的甲苯更难被脱附出来.由于Si是电中性的, Al是带电的, 吸附剂与水分子的相互作用直接依赖于Al的含量, Si/Al越高, 分子筛表面的亲水性越弱, 从而分子筛吸附疏水性有机物能力越强 (Fujita et al., 2004), 这为接下来的甲苯吸附实验提供了依据.分子筛负载Ni后, 最高峰温度均向低温处有所偏移, 可能是因为NiO粒子均分分布并与载体相互作用导致的 (Botas et al., 2014).
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| 图 7 不同硅铝比ZSM与Ni/ZSM的Toluene-TPD图谱 Fig. 7 Toluene-TPD pattern of different Si/Al of ZSM and Ni/ZSM catalysts |
不同硅铝比ZSM负载前后的甲苯动态吸附性能图谱如图 8a所示, 吸附过程中, 甲苯出口浓度大于0时设为穿透点.从图中可以看出, ZSM-38、ZSM-70、ZSM-170、Ni/ZSM-38、Ni/ZSM-70、Ni/ZSM-170样品吸附穿透时间分别为36、30、54、54、36、66 min, 分子筛负载上Ni后, 穿透时间均明显延长.这是由于分子筛ZSM的孔径与甲苯动力学直径非常接近 (李玉光等, 1985), Ni引入后, 部分NiO进入于分子筛孔道内壁, 导致孔道变小, 提高了空间择形 (Yin et al., 2003), 同时在物理吸附的基础上, 产生了一定的化学吸附作用.由式 (1) 计算催化剂对甲苯的平衡吸附容量, 结果如图 8b所示.负载前后6种分子筛的吸附容量依次为24.1 mg·g-1＜29.3 mg·g-1＜41.0 mg·g-1, 以及22.8 mg·g-1＜24.0 mg·g-1＜34.3 mg·g-1, 表明样品对甲苯的吸附容量随着硅铝比的增大而增大, 一方面是由于比表面积逐渐增加, 另一方面是由于样品的疏水性增强, 充分验证了表 1 BET结果和图 7 Toluene-TPD结果.负载上Ni后, 虽然会增强催化剂的化学吸附作用, 但由于比表面积的大幅降低, 从而使得总吸附容量降低.
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| 图 8 不同硅铝比ZSM与Ni/ZSM的甲苯动态吸附性能 (a.甲苯动态吸附穿透曲线, b.甲苯吸附容量)(样品150 mg; C为反应管出口处甲苯浓度, C0甲苯初始浓度; 气流速度100 mL·min-1) Fig. 8 Dynamic adsorptive capacity of toluene of different Si/Al of ZSM and Ni/ZSM catalysts (a. The breakthrough curves of toluene on the catalysts, b. Equilibrium adsorption capacity of the catalysts) |
催化剂在吸附甲苯饱和后, 继续通入甲苯气体, 分别在8、10 kV的电压放电条件下进行低温等离子体催化实验, 通过甲苯去除率和碳平衡及CO2选择性3方面来考察样品对甲苯的降解性能, 其中空管是指反应管内未装填催化剂样品而对气态甲苯直接进行连续放电.如图 9a所示, 在放电电压为8 kV时, 空管、ZSM-38、Ni/ZSM-38、ZSM-70、Ni/ZSM-70、ZSM-170、Ni/ZSM-170的甲苯去除率分别为36%、67%、86%、76%、96%、89%、100%.催化剂加入反应器后, 去除率较空管大幅提升.这是因为催化剂与等离子体存在协同作用.催化剂的存在提高了气态甲苯的停留时间, 使更多的甲苯分子与等离子体自由基、电子、离子、O3等氧化基团充分接触和碰撞 (Kim et al., 2015), 同时等离子场在其表面和孔隙内产生表面放电和微放电, 产生更多等离子体自由基 (Hensel et al., 2004; 2009), 因此甲苯去除率提高.Zhang等 (2016)通过计算二维流体模型模拟了等离子放电情况下催化剂孔道内部的微放电情况, 他们发现, 孔道内部的微放电使电子碰撞加剧, 局部温度大幅升高, 一部分污染物由于热催化的作用被分解.另一方面, 随着硅铝比增大, 分子筛的甲苯去除率也明显增大, 结合本文催化剂表征数据, Si/Al升高, 催化剂与甲苯有着更强的结合力, 甲苯吸附容量增大, 且催化剂氧化还原性能增强, 同时酸量减少, 甲苯分子有更多的反应活性位点且停留时间延长, 更多甲苯及其副产物被进一步氧化, 从而反应碳平衡提高 (李静等, 2013).当电压提高到10 kV后, 所有催化剂的甲苯去除率、碳平衡及CO2选择性均明显升高, 这是因为反应场内产生更多高能电子与活性粒子 (Thevenet et al., 2014).
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| 图 9 不同硅铝比ZSM与Ni/ZSM的甲苯降解性能 Fig. 9 Toluene degradation properties of different Si/Al of ZSM and Ni/ZSM catalysts |
从图 9中可以看到, 负载上Ni后, 在同等放电电压条件下, 催化剂的去除率、碳平衡及CO2选择性显著提高, 其中Ni/ZSM-170去除率最高达到100%, 碳平衡达到86%, CO2选择性达到59%.由TEM图与粒径分布数据可以知道NiO在Ni/ZSM-170上分布更均匀且粒径最小, 从而暴露出更多反应活性中心, 且其氧化还原性能力最强.吴锁川等 (1987)在很早的研究中就发现Ni/ZSM-5在催化过程中, Ni能直接接触反应物而使对二甲苯选择性提高, 他们认为苯环上的碳原子主要以ZFE轨道和Ni成键, 因此Ni在催化过程中可看作是与苯环上的π轨道形成配位键, 金属离子或原子直接接触反应物产生催化活性.Liang等 (2012)研究发现Ni及其氧化物在室温下就可分解断裂部分C——H键, Botas等 (2014)发现Ni及其氧化物会促进去碳酸基和脱氢反应, 使CO2急剧升高, 肖淑勇等 (1990; 1988) 认为类NiO物种对甲苯脱甲基有利, 从而提高甲苯降解性能.
3.3 Ni负载前后不同硅铝比ZSM对有机副产物的影响为了考察反应过程中有机产物的生成情况, 对放电后的分子筛进行了GC-MS分析, 结果如图 10所示.经物相检索可知, 在停留时间为1.5~2.7 min时高而尖的峰归属于CS2溶剂峰.GC-MS检出多种苯系物, 包括甲苯、苯甲醛、甲酸苯甲脂、苯甲酸、对硝基甲苯、苯酚, 同时除了ZSM-38外均检测到了乙酸.Sujeerakulkai等 (2016)在使用ZSM-5提炼煤油的过程中发现, ZSM的酸密度和酸强度会显著影响产物分布, 硅铝比升高, Bronsted acid位点减少, 油品中的主要产物的碳数越低.Yin等 (2003)在氢化裂解石脑油过程中发现随着Ni/ZSM-5硅铝比增大, 产品分子的碳链越短.从图 10可以发现, 无论ZSM是否负载Ni, 随着分子筛硅铝比增大, 其表面上有机副产物含量越少, 甲苯分子及其副产物氧化更彻底.
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| 图 10 不同硅铝比ZSM (a) 与Ni/ZSM (b) 放电后催化剂表面有机物GC-MS图谱 (1.甲苯; 2.苯甲醛; 3.甲酸苯甲脂; 4.苯甲酸; 5.对硝基甲苯; 6.乙酸; 7.苯酚) Fig. 10 GC-MS chromatogram of organic byproducts on the different Si/Al of ZSM and Ni/ZSM catalysts surface |
由图 10b可知, 分子筛负载Ni后, 催化剂表面甲苯和有机副产物含量明显减少.吴锁川等 (1987)发现Ni能影响ZSM-5通道的电子分布, 使通道对不同络合物的相互作用发生改变, 从而影响生成不同络合物的反应速度和种类.王峰等 (2003)在甲醇转化为烃的实验过程中发现, 分子筛强酸部位的强酸量愈低, 积炭速度愈慢.Yeh等 (2016)研究发现, ZSM-5应尽量降低催化剂中强酸和高强酸中心, 这样可减缓催化剂失活的速率.由NH3-TPD图谱数据可知, Ni负载后对ZSM的调变酸性作用很好的实现了这一点.另一方面, Ni及其氧化物的加氢作用也可延缓催化剂积炭过程, 提高催化剂稳定性, 从而提高甲苯降解性能 (Botas et al., 2014), 甲苯能被进一步彻底氧化为CO和CO2, 与图 9所得信息一致.
4 结论 (Conclusions)1) 硅铝比会影响分子筛ZSM-5的物理化学性能和Ni负载的分布及形态.硅铝比越高, 分子筛比表面积越大, 疏水性越强, 且表面总酸量显著降低, 其中中低强度酸明显减少, 但高强度酸有所增多.NiO负载到分子筛上后, 能起到调变酸性的作用, 使部分强酸转化为弱酸.硅铝比增大, NiO与分子筛结合更紧密且分布更均匀、颗粒更小, 氧化还原性能增强.
2) Ni的负载和更高的硅铝比, 有更大的甲苯吸附容量, 同时升高放电电压, 有更高的甲苯去除率、碳平衡以及二氧化碳选择性, 放电后的催化剂积炭情况减缓, 表面有机副产物含量及种类减少.同时综合表征数据可以发现, 总酸量降低对甲苯在ZSM-5上的降解反应有利, 但仅仅降低弱酸量或者强酸量不能达到最佳效果, 应使其强弱酸含量相对均衡.
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