Catalytic cracking of light diesel over Au/ZSM

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availableatwww.sciencedirect.com
journalhomepage:www.elsevier.com/locate/chnjc
Article(SpecialIssueonGoldCatalysis)
CatalyticcrackingoflightdieseloverAu/ZSMǦ5catalystfor increasingpropyleneproduction
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ShandongAppliedResearchCenterofGoldNanotechnology(AuǦSDARC),SchoolofChemistryandChemicalEngineering,YantaiUniversity,Yantai
264005,Shandong,China
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1. Introduction
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CaixiaQietal./ChineseJournalofCatalysis37(2016)1747–1755
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2.1. Catalystpreparation
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2.2. Characterization
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CaixiaQietal./ChineseJournalofCatalysis37(2016)1747–1755
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Diesel
Gasoline
Feedstock oil
0
2.2. MicroǦactivitytest
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21.18
U (mV)
10
20
30
40
Retention time (min)
50
60
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3. Resultsanddiscussion
3.1. Thecatalyticcrackingresultsoflightdieseloil
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3.2. XRDmeasurements Fig.1. …Їƒ–‹…†‹ƒ‰”ƒ‘ˆ–Ї‹…”‘Ǧƒ…–‹˜‹–›‡ƒ•—”‡‡–Ǥ
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ͳ͹ͷͲ
CaixiaQietal./ChineseJournalofCatalysis37(2016)1747–1755
Table1
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ͳǤͲ™–Ψ—ȀǦͷǦ†
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’އ•Ǥ
^ Au(200)
* Au(111)
2000
3.3. TEMobservations ‘‹˜‡•–‹‰ƒ–‡–Ї†‹•’‡”•‹‘‘ˆ‰‘ކ’ƒ”–‹…އ•‹–ЇǦͷǡ
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’ƒ”–‹…އ•ǡ™Š‹…Šƒ”‡‘–‡ƒ•›–‘†‹•–‹‰—‹•Šǡƒ”‡‹†‹…ƒ–‡†„›”‡†
ƒ””‘™•‹–Ї‹ƒ‰‡•Ǥ
”‘ –Ї•‡ ”ƒ†‘Ž› †‹•’‡”•‡† — ’ƒ”–‹…އ•ǡ ™‡ …ƒ •‡‡
–Šƒ– •‘‡ — ’ƒ”–‹…އ• ˆ‘” ƒ ˆŽƒ– •Šƒ’‡ ƒ† •Š‘™ ƒ •–”‘‰‡”
‹–‡”ƒ…–‹‘ ™‹–Š –Ї •—„•–”ƒ–‡Ǥ —”–Ї”‘”‡ǡ •‘‡ •ƒŽŽ‡” —
’ƒ”–‹…އ• ƒ› „‡ ‡„‡††‡† ‹ •Ž‹–Ǧ’‘”‡• „‡–™‡‡ –Ї ˆŽƒ›
Ǧͷ ’ƒ”–‹…އ•Ǥއƒ”‡”‹ƒ‰‡•‘ˆ–Š‹• ƒ”‡†‹•’Žƒ›‡†‹‹‰Ǥ ͷǡ
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(1)
Intensity (a.u.)
1600
*
^
(2)
*
^
(3)
*
^
(4)
*
^
(5)
1200
800
400
0
10
20
30
40
50
2T/( o )
Fig. 3. ’ƒ––‡”• ‘ˆ Ǧͷ ȋͳȌǡ —ȀǦͷǦƒ ȋʹȌǡ —ȀǦͷǦ„ ȋ͵Ȍǡ
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Fig.4.‡’”‡•‡–ƒ–‹˜‡‹ƒ‰‡•‘ˆͳǤͷ™–Ψ—ȀǦͷǦ†•ƒ’އǤ
CaixiaQietal./ChineseJournalofCatalysis37(2016)1747–1755
Fig.5.‹ƒ‰‡•‘ˆͳǤͷ™–Ψ—ȀǦͷ„‡ˆ‘”‡ȋƒȌƒ†ƒˆ–‡”ȋ„Ȍƒ‰‡†
‹•–‡ƒƒ–ͺͲͲιǤ
•–”ƒ–‡ ƒ† Ї…‡ ‡š‡”– •‘‡ ‹’ƒ…– ‘ –Ї …ƒ–ƒŽ›–‹… …”ƒ…‹‰
’‡”ˆ‘”ƒ…‡Ǥ
3.4. N2adsorptionǦdesorptionisothermsofZSMǦ5withand
withoutgoldmodification
‹‰Ǥ ͸ •Š‘™• –Ї ʹ ƒ†•‘”’–‹‘Ǧ†‡•‘”’–‹‘ ‹•‘–Ї”• ‘ˆ
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Ǧͷ ƒ† —ȀǦͷǦ… ƒ† —ȀǦͷǦ† ’”‡•‡– ƒ –›’‡ ‹•‘Ǧ
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…”‘’‘”‘—•ƒ–‡”‹ƒŽ• ™‹–Š•‘‡•Ž‹–ǦŽ‹‡ ’‘”‡• ƒ†‡•‘’‘”‡•Ǥ
Ї …ƒ’‹ŽŽƒ”› …‘†‡•ƒ–‹‘ ’Ї‘‡‘ ƒ– Ž‘™‡” ”‡Žƒ–‹˜‡
’”‡••—”‡ ”ƒ‰‡ ‘ˆ ͲǤʹȂͲǤ͵ ˆ‘” –Ї •ƒ’އ ‘ˆ —ȀǦͷǦ… ‹†‹Ǧ
…ƒ–‡•–Ї’”‡•‡…‡•‘‡†‹•‘”†‡”‡†’‘”‡•ǤЇ…‘””‡•’‘†‹‰
’‘”‡ •‹œ‡ †‹•–”‹„—–‹‘• …‘ˆ‹”‡† –Šƒ– –Ї ƒŒ‘”‹–› ‘ˆ –Ї•‡
120
(4)
100
90
(1)
80
12
10
(3)
8
6
ZSM-5
0.5%
0.8%
1.0%
1.2%
1.5%
0.0015
0.0010
0.0005
0.0000
120
1
2
3
Pore size (nm)
110
4
90
(a)
80
70
120
110
0.0
(a)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
100
90
80
4
70
70
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Relative pressure (p/p0)
(b)
0.0020
Adsorbed amount (mL/g)
(5)
130
110
0.0025
100
(2)
Adsorbed amount (mL/g)
Adsorbed amount (mL/g)
140
0.0030
14
150
ͳ͹ͷͳ
’‘”‡•™‡”‡ƒ’’”‘š‹ƒ–‡Ž›ʹǡƒ••Š‘™‹‹‰Ǥ͹ˆ‘”–Ї’‘”‡
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”‹ƒŽ•–Šƒ–Šƒ˜‡Žƒ”‰‡”•Ž‹–ǦŽ‹‡’‘”‡•ƒ‘‰•–ƒ…‡†ˆŽƒ›’ƒ”–‹Ǧ
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—ȀǦͷǦ„ ƒŽ‘•– Ž‘•‡ –Ї ‘”‹‰‹ƒŽ •–”—…–—”‡ ‘ˆ –Ї
ǦͷǤ Š‹• ƒ› ‡š’Žƒ‹ –Ї‹” Ž‘™‡” •‡Ž‡…–‹˜‹–› ˆ‘” ’”‘’›Ž‡‡
’”‘†—…–‹‘ǡƒ••Š‘™‹ƒ„އͳǤ
ʹƒ†•‘”’–‹‘Ǧ†‡•‘”’–‹‘‹•‘–Ї”•ƒ†’‘”‡•‹œ‡†‹•–”‹„—Ǧ
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Pore volume (mL/g)
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Relative pressure (p/p0)
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CaixiaQietal./ChineseJournalofCatalysis37(2016)1747–1755
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20
Intensity (mV)
3.5. NH3ǦTPDmeasurements
3.6. Discussion
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Intensity (mV)
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Table2
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–Ї …ƒ”„‡‹— ‹‘• ƒ Ž‘‰‡” Ž‹ˆ‡–‹‡ –‘ —†‡”‰‘ •‡…‘†ƒ”›
–”ƒ•ˆ‘”ƒ–‹‘•ȏ͵ͺȐǤ 4. Conclusions
Ї …ƒ–ƒŽ›–‹… …”ƒ…‹‰ ”‡ƒ…–‹‘ ‘ˆ Ž‹‰Š– †‹‡•‡Ž ‘˜‡” Ǧͷ
™‹–Š‘”™‹–Š‘—–‰‘ކ‘†‹ˆ‹…ƒ–‹‘™ƒ•‹˜‡•–‹‰ƒ–‡†ǤЇ—•‡‘ˆ
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Acknowledgments Їƒ—–Š‘”•˜‡”›—…Šƒ’’”‡…‹ƒ–‡”‘ˆ‡••‘”‹ˆ‡‰ƒˆ‘”
–Їƒ••‹•–ƒ…‡‹͵Ǧ‡ƒ•—”‡‡–•ƒ†–Ї•—’’Ž›‘ˆ–Ї
’ƒ”‡–‘ˆǦͷ„›–Ї‡–”‘…Ї‹…ƒŽ ‡•‡ƒ”…А•–‹–—–‡ǡ ‡–Ǧ
”‘Š‹ƒ‘Ǥ‹‹–‡†Ǥ
References
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CaixiaQietal./ChineseJournalofCatalysis37(2016)1747–1755
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