鋯修飾magadiite基異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備及其苯甲?；阅苎芯?pdf

1、純硅基層狀硅酸鹽magadiite具有較高的離子交換能力、優(yōu)異的抗酸性和水熱穩(wěn)定性，是制備粘土基異質(zhì)結(jié)構(gòu)的理想主體。然而，粘土基異質(zhì)結(jié)構(gòu)的中性SiO2骨架幾乎沒有酸性位，極大限制了其在吸附分離和酸催化領(lǐng)域的應(yīng)用。本文采用SiO2骨架摻雜過渡金屬鋯和固載SO42--ZrO2兩種方法分別對magadiite基異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行酸性調(diào)控，系統(tǒng)研究了苯甲酰化反應(yīng)性能，深入探討了催化劑結(jié)構(gòu)與性能的本質(zhì)關(guān)聯(lián)。論文的主要結(jié)論與創(chuàng)新點如下：
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2、1)以自制magadiite為主體，采用共表面活性劑導(dǎo)向二維層間TEOS和正丙醇鋯(Zr(OPrn)4)原位水解縮聚法制得系列新型Zr摻雜多孔magadiite異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化劑Si/Zr-xMag(x為Si/Zr摩爾比，x=80、40、20、10和5)。HRTEM和29Si MAS NMR結(jié)果表明，鋯在層間介孔SiO2骨架中均勻摻雜，并與magadiite層板有機(jī)結(jié)合，使Si/Zr-xMag材料兼具大的表面積(最高603.3 m2/g)和

3、高的熱穩(wěn)定性(至少600℃)。Zr摻雜量最高的樣品Si/Zr-5Mag層板發(fā)生剝離，而其他樣品則保持獨(dú)特的超大微孔-介孔層狀結(jié)構(gòu)，基于Si-O(H)-Zr連接顯示新生成的Br(o)nsted酸位和明顯增加的Lewis酸性。
　　(2)系列Si/Zr-xMag催化劑催化苯甲醚與苯甲酰氯苯甲酰化反應(yīng)(140℃)結(jié)果表明，Si/Zr-10Mag具有最高的苯甲酰化活性，主產(chǎn)物 p-MBP的產(chǎn)率高達(dá)94.1％，歸因于Si/Zr-10Mag最

4、多的表面Br(o)nsted酸位與良好保持的超大微-介孔結(jié)構(gòu)間的強(qiáng)協(xié)同效應(yīng)。催化劑經(jīng)離心分離洗滌干燥循環(huán)5次，p-MBP產(chǎn)率僅降低7.6％，表明二維層間模板法制備的鋯摻雜多孔magadiite異質(zhì)結(jié)構(gòu)Si/Zr-xMag是穩(wěn)定高效的固體酸催化劑。
　　(3)以十六烷基三甲基銨-magadiite有機(jī)粘土(CTA-Mag)為基體，以Zr(OPrn)4為鋯源，采用溶膠凝膠固載及硫酸浸漬兩步法制得系列固載SO42--ZrO2的magad

5、iite剝層異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化劑xSZ-Mag(x為ZrO2/CTA-Mag質(zhì)量比，x=0.5、1、2和4）。表征結(jié)果表明，0.5SZ-Mag(ZrO2固載量最低)中ZrO2納米粒高分散于magadiite剝離層表面。隨著ZrO2固載量的增加(x=1、2和4），四方晶相ZrO2晶粒尺寸由6.7 nm增為9.2 nm。xSZ-Mag表面酸量隨著ZrO2固載量增加(x=0.5、1和2）由0.573 mmol/g升到0.645 mmol/g。