优化NiO-Mo/HZSM-5催化剂制备工艺提升甲烷脱氢芳构化（MDA）工业应用潜力

本文系统研究了NiO-Mo/HZSM-5催化剂在甲烷脱氢芳构化（MDA）反应中的优化策略，通过硅烷化（silylation）消除HZSM-5外表面Br?nsted酸位提升BTX（苯/甲苯/二甲苯）选择性，对比旋转球磨（rotary ball milling）等三种Mo负载方法发现旋转球磨可实现最优Mo分散度与酸性调控，并将粉末催化剂成型为挤出物（extrudate）和微球（bead）验证工业适用性。

　　

Highlight

本研究通过系统优化NiO-Mo/HZSM-5催化剂的制备与成型工艺，显著提升了甲烷脱氢芳构化（MDA）反应的工业应用潜力。

Effect of HZSM-5 Silylation on Methane Dehydroaromatization

通过硅烷化技术（silylation）使用3-氨丙基三甲氧基硅烷（APTMS）修饰HZSM-5外表面，有效消除了外源性Br?nsted酸位。氮气吸附-脱附等温线显示，无论是否进行硅烷化或Mo负载，所有样品均呈现IUPAC分类的I型等温线特征。这种表面改性显著抑制了催化剂表面焦炭（coke）的生成，使BTX选择性提升23%。

Conclusion

研究证实：1）硅烷化处理通过选择性封闭外表面酸位提升稳定性；2）旋转球磨法（R-method）在Mo分散度与Br?nsted/Lewis酸比例调控上具有显著优势；3）挤出型催化剂因硬质焦炭（hard coke）形成量更低而展现更优再生潜力。该工作为开发高活性、长寿命的MDA工业催化剂提供了可放大的技术路径。

CRediT authorship contribution statement

Jungyeop Lee与Seyeon Won共同完成实验设计与数据采集；Do Heui Kim负责项目资金与概念设计；Jong Ki Jeon主导论文撰写与成果验证；Yehee Kim参与数据分析。

Declaration of Competing Interest

作者声明由韩国贸易工业能源部（MOTIE）提供的经费支持为本研究唯一利益关联，无其他潜在竞争关系。

Acknowledgments

感谢韩国碳中和产业战略技术发展计划（RS-2023-00261088）与公州国立大学2024年度研究基金的支持。