Zn-ZSM-5触媒のリン修飾がバイオエタノールからBTXへの変換反応に及ぼす影響

抄録

本研究では，バイオエタノールからのBTX（ベンゼン，トルエン，キシレン）生成におけるZn-ZSM-5ゼオライトのリン（P）修飾の効果を検討した。XRD，N₂吸着，SEM，FT-IRなどによる物性評価と固定床反応試験により，P修飾がゼオライトの結晶性を維持しつつ，水熱安定性の向上とコーク生成抑制に有効であることを確認した。特に，P/Alモル比1.1となるようにP修飾したZn-ZSM-5は，40時間の連続反応後においても初期BTX収率の95 %を維持し，コーク生成速度が著しく低減した。P修飾により比表面積のわずかな低下が観察されたが，この主要因はP修飾によるわずかな結晶性の低下と推察され，細孔の一部閉そくの寄与も示唆された。さらに，ピリジン吸着FT-IRでは，Zn導入によりブレンステッド酸点の減少とルイス酸点の顕著な増加，P修飾によりZn由来のルイス酸点が減少することが確認され，Pが主にZnと選択的に相互作用していることが示唆された。以上の結果から，P修飾Zn-ZSM-5は，バイオエタノールからの持続的なBTX製造に適した高性能触媒であると結論された。