MARC

 008260126s2023        us                              c    eng  d
■001000017358153
■00520260202103651
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798290626024
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32098744
■035    ▼a(MiAaPQ)Caltech15139
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a547.3
■1001  ▼aAlshafei,  Faisal  H.
■24510▼aEnhancing  the  Ethylene  and  Propylene  Selectivities  in  the  Methanol-to-Olefins  Reaction  by  Exploiting  the  Intricate  Relationship  Between  Framework  Topology  and  Acidity
■260    ▼a[Sl]▼bCalifornia  Institute  of  Technology▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2023
■300    ▼a349  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-03,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Davis,  Mark  E.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--California  Institute  of  Technology,  2023.
■520    ▼aThis  thesis  describes  and  presents  results  from  several  related  projects  within  the  theme  of  molecular  sieve  synthesis  and  catalysis.  The  early  part  of  the  thesis  focuses  on  understanding  the  link  between  cage  size/dimension  and  acidity  (i.e.,  acid  site  density  and  strength)  in  the  methanol-to-olefins  (MTO)  reaction.  This  relationship  between  cage  size  and  acidity,  once  identified  and  investigated,  is  exploited  in  the  latter  parts  of  the  thesis  to  rationally  design  materials  that  are  able  to  steer  the  light  olefins  product  distribution  toward  either  more  ethylene  or  propylene  in  a  significant  improvement  over  SAPO-34  (CHA),  the  commercial  catalyst.In  Chapters  2,  44  zeolites  and  silicoaluminophosphates  (SAPOs)  belonging  to  five  frameworks  (AEI,  CHE,  LEV,  SWY,  and  ERI)  with  a  wide  range  of  Si/Al=4-31  and  Si/(Al+P)=0.04-0.3,  are  synthesized  and  characterized  using  a  myriad  of  techniques.  Their  MTO  behavior  is  then  systematically  investigated  to  rationalize  the  effect  of  cage  dimensions  on  the  olefins  product  distribution  as  a  function  of  acid  site  density  and  strength.  The  results  from  this  study  show  that  changes  in  acid  site  density  and  strength  play  a  secondary  role  to  the  dominating  influence  of  cage  architecture  on  product  distribution  in  AEI-  and  CHA-type  molecular  sieves.  Decreasing  the  cage  size,  in  going  from  AEI  and  CHA  to  LEV,  SWY,  and  ERI,  however,  results  in  substantial  changes  in  the  ethylene-to-propylene  ratio  (E/P)  as  a  function  of  acidity.  These  changes  are  attributed  to  differences  in  the  identity  and  concentration  of  the  hydrocarbon-pool  (HP)  species  that  form,  particularly  in  early  stages  of  the  reaction.In  Chapters  3  and  4,  ERI-type  molecular  sieves  (e.g.,  SSZ-98,  UZM-12,  ERI-type  zeolites,  and  SAPO-17)  are  thoroughly  investigated  as  promising  methanol-to-ethylene  materials  due  to  their  narrow  cage  size.  Specifically,  numerous  ERI-type  molecular  sieves  are  synthesized  using  several  organic  structure-directing  agents  (OSDAs)  with  varied  Si/Al  or  Si/T-atoms  ratios.  The  list  of  ERI-related  materials  synthesized  and  tested  in  MTO  included  a  new  disordered  SAPO,  denoted  as  CIT-16P,  which  upon  thermal  treatment  in  air  transforms  to  SAPO-17  (ERI).  The  reaction  results  show  that  decreasing  the  Si/Al  (or  increasing  the  Si/T)  ratio,  irrespective  of  other  material  properties,  improves  the  E/P  of  ERI-type  molecular  sieves  (E/P=1.1-1.9)  over  CHA-type  molecular  sieves  (E/P=0.82-0.85)  in  MTO.  Dissolution-extraction  experiments  reveal  that  the  rapid  formation  of  cyclic  intermediates  and  the  shift  in  their  composition  toward  less-methylated  methylbenzenes  and  methylnaphthalenes  are  found  to  be  key  to  enhancing  the  ethylene  selectivity  in  ERI-type  molecular  sieves.In  Chapter  5,  several  SAT-type  molecular  sieves  are  investigated  as  promising  methanol-to-propylene  catalysts.  This  effort  entails  the  synthesis  of  CIT-17,  an  SAT  SAPO-type  molecular  sieve,  which  is  isostructural  to  STA-2  (MgAPO-SAT).  Following  the  successful  synthesis  of  CIT-17,  the  MTO  behavior  of  several  SAT-type  molecular  sieves  (MgAPO,  CoAPO,  and  SAPO)  are  investigated  in  MTO.  The  combination  of  low  acidity  of  CIT-17  and  unique  structural  features  of  the  narrow  SAT-cage  lead  to  a  catalytic  pathway  and  mechanism  that  predominantly  favors  propylene  (propylene-to-ethylene  ratios  (P/E)  of  2-4.2;  propylene  selectivity  of  40-50%).  Indeed,  CIT-17  achieves  one  of  the  highest  P/E  ratio  values  reported  for  this  class  of  materials.
■590    ▼aSchool  code:  0037.
■650  4▼aHydrocarbons
■650  4▼aSpectrum  analysis
■650  4▼aCatalysis
■650  4▼aZeolites
■650  4▼aAdsorption
■650  4▼aDehydration
■650  4▼aComputational  chemistry
■650  4▼aMolecular  chemistry
■653    ▼aMethanol-to-olefins
■653    ▼aHydrocarbon-pool
■653    ▼aEthylene
■690    ▼a0431
■690    ▼a0219
■71020▼aCalifornia  Institute  of  Technology▼bChemistry  and  Chemical  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-03B.
■790    ▼a0037
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17358153▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서