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第 9 期 王 璐，等: 微孔-双介孔核壳型 HZSM-5@BMMs 催化甲醇芳构化 ·1565·

是一种包含微孔-双介孔的多级孔结构催化剂。从表 颗粒大小约为 2.5 μm×7.4 μm。由图 6a 可见，用双
1 可以看出，引入双介孔后，分子筛的比表面积由 介孔 BMMs 包裹 HZSM-5 后，仍旧基本保持了的六
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HZSM-5 的 408.4 m /g 增加到了 510.8 m /g。同时， 棱柱形状，颗粒尺寸略有增大。
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HZSM-5@BMMs 的孔容由 HZSM-5 的 0.190 cm /g 增
3
加到了 0.399 cm /g。比表面积和孔容的增加说明催
化剂中存在具有高比表面积和高孔容的结构，即双
介孔的硅基壳层。
2.3 NH 3 -TPD 表征
图 5 为 HZSM-5@BMMs 和 HZSM-5 的 NH 3-TPD

谱图，酸量数据见表 2。
图 6 HZSM-5@BMMs (a)和 HZSM-5 (b)的 SEM 照片
Fig. 6 SEM images of HZSM-5@BMMs (a) and HZSM-5 (b)

2.5 TEM 表征
图 7 为 HZSM-5@BMMs 的 TEM 照片。

图 5 HZSM-5@BMMs 和 HZSM-5 的 NH 3 -TPD 谱图
Fig. 5 NH 3 -TPD plots of HZSM-5@BMMs and HZSM-5

表 2 HZSM-5@BMMs 和 HZSM-5 的 NH 3 -TPD 数据
Table 2 NH 3 -TPD results of HZSM-5@BMMs and HZSM-5
弱酸酸量/ 强酸酸量/ 总酸量/
催化剂
(mmol/g) (mmol/ g) (mmol/ g)

HZSM-5 0.536 0.347 0.883
图 7 HSM-5@BMMs 的 TEM 照片
HZSM-5@BMMs 0.328 0.245 0.573 Fig. 7 TEM images of HZSM-5@BMMs

如图 5 所示，HZSM-5@BMMs 和 HZSM-5 均 由图 7a 和 b 可以看出，HZSM-5@BMMs 具有
在 200~350 ℃和 450~600 ℃出现了对应弱酸中心和 明显的核壳结构，HZSM-5 被 BMMs 包裹在里面。
强酸中心的脱附峰，弱酸中心脱附峰的最高点对应 由图 7c 和图 7d 可以观察到明显的核与壳层的分界
的温度分别为 261 和 282 ℃，强酸中心脱附峰的最 面，壳层与核紧密相连，壳层既有二维六方介孔结
高点对应的温度分别为 522 和 542 ℃。与 HZSM-5 构也有三维立方介孔结构，这样的多级孔结构与
相比，HZSM-5@BMMs 的低温脱附峰和高温脱附峰 XRD 和 N 2 吸附-脱附表征结果一致。
向低温方向分别偏移了约 21 和 20 ℃。说明 BMMs 2.6 催化性能
壳层的引入 使 HZSM-5@BMMs 的 酸强度低于 在反应温度 420 ℃、反应压力 0.1 MPa、空速
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HZSM-5。由表 2 可知，HZSM-5 的总酸量为 0.883 WHSV=1.2 h 的工艺条件下，通过与 HZSM-5 和
mmol/g ， HZSM-5@BMMs 的 总酸量 为 HZ@COMS 对比，研究了 HSM-5@BMMs 的甲醇芳
0.573 mmol/g，相比于 HZSM-5，弱酸量降低了约 构化催化性能。
39%，强酸量降低约 29%。这主要是由于 BMMs 覆 图 8 为 3 种催化剂的甲醇转化率和芳烃收率随
盖了一部分 HZSM-5 外表面酸性位，抑制了 NH 3 与 在线时间的变化情况。
HZSM-5 表面酸性位的接触。 如图 8 所示，从甲醇转化率曲线可以看出 HZSM-5
2.4 SEM 表征 在 16 h 后失活，而 HZSM-5@BMMs 催化剂的寿命
HZSM-5@BMMs 和 HZSM-5 的 SEM 照片见 则可达 54 h，比 HZ@COMS 的寿命长 10 h，比
图 6。 HZSM-5 长 38 h。对于 HZSM-5 和 HZ@COMS，最
由图 6b 可知，HZSM-5 呈现出六棱柱形状，且 高芳烃收率分别为15.4%和16.0%，以HZSM-5@BMMs