Hebei Messi Biology Co., Ltd. gab an, dass Magnesium ein weit verbreitetes Metall zur Modulation des Säuregehalts von HZSM-5-Zeolithen ist. Der Säuregehalt von Nano-HZSM-5-Zeolithen wurde durch Magnesiumoxid-Modifizierung eingestellt. Die Auswirkungen der Magnesiumoxid-Modifizierung auf die physikochemischen Eigenschaften und die katalytische Leistung in der MTP-Reaktion von Nano-HZSM-5-Zeolithen wurden mittels XRD, Aluminium-Festkörper-Magic-Angle-Spinning-Kernspinresonanz (AI-MAS-NMR), N₂-Adsorption/Desorption, Ammoniak-temperaturprogrammierter Desorption (NH₃-TPD) und Pyridin-Adsorptions-Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FT-IR) untersucht. Die Leistung des Katalysators wurde mit den Ergebnissen der physikochemischen Charakterisierung korreliert.
Die Ergebnisse zeigten, dass ein steigender Magnesiumoxidgehalt die Selektivität für interne Olefine und Butene erhöhte, während die Selektivität für Methan, Ethylen und Aromaten abnahm. Die Katalysatorstabilität nahm zunächst mit steigendem Magnesiumoxidgehalt zu und erreichte ein Maximum bei 2 % Magnesiumoxid. Anschließend nahm sie mit steigendem Magnesiumoxidgehalt ab. Der Einfluss der Magnesiumoxidmodifizierung auf die katalytische Leistung von Nano-HZSM-5-Molekularsieben beruht hauptsächlich auf Veränderungen ihrer Säure- und Textureigenschaften.
Die Ergebnisse zeigen, dass eine geeignete Magnesiumoxidmodifizierung den Säuregehalt und die Säurestärke der Nano-HZSM-5-Molekularsiebe reduziert und so die Selektivität für Propylen und die Stabilität des Katalysators in der Methanolumwandlungsreaktion deutlich verbessert. Die Selektivität für Propylen und die zur Aufrechterhaltung einer vollständigen Methanolumwandlung erforderliche Reaktionszeit stiegen deutlich von 30,1 % bzw. 75 Stunden auf 35,2 % bzw. 125 Stunden. Eine übermäßige Magnesiumoxidmodifizierung reduziert jedoch den Säuregehalt der Nano-HZSM-5-Molekularsiebe deutlich, verringert deren äußere spezifische Oberfläche und Porenvolumen deutlich und verringert somit die Stabilität des Katalysators.