復(fù)合介孔材料的合成及其催化性能.pdf

1、介孔分子篩M41S以其它微孔材料不可比擬的優(yōu)勢(shì)，如巨大的比表面積、較大且分布窄的孔徑等，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)就得到了研究者的高度關(guān)注。大孔徑便于傳質(zhì)，大比表面使材料具有更多的活性點(diǎn)，可用來(lái)作吸附劑、離子交換劑，催化劑，催化載體和許多其他相關(guān)應(yīng)用。然而純的介孔材料具有電中性的結(jié)構(gòu)，使其酸性較弱且穩(wěn)定性差，嚴(yán)重的阻礙了其在石油等產(chǎn)品催化反應(yīng)中的廣泛應(yīng)用。為了改善介孔材料M41S的催化性能和穩(wěn)定性，提高它在工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，本文主要在以下幾個(gè)方面做了

2、改進(jìn)。
　　通過(guò)向介孔前驅(qū)凝膠中添加含Ni皂石粉末的方法成功合成出MCM-48復(fù)合型分子篩，并對(duì)合成過(guò)程的影響因素如晶化溫度、晶化時(shí)間等進(jìn)行考察。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)最佳的合成條件為在溫度為120℃下水熱反應(yīng)36h，且隨著皂石添加量的增加，MCM-48結(jié)構(gòu)的有序性逐漸變差。隨后對(duì)合成復(fù)合分子篩穩(wěn)定性考察發(fā)現(xiàn)，樣品具有良好的水熱穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性;最后對(duì)苯酚與叔丁醇的催化反應(yīng)發(fā)現(xiàn)，皂石的添加增加了復(fù)合分子篩的催化活性，催化劑上的苯酚轉(zhuǎn)化率都可

3、達(dá)到70％以上，且隨皂石添加量的增加苯酚轉(zhuǎn)化率變大。此外，在產(chǎn)物中4-TBP的選擇性始終占優(yōu)勢(shì)，且隨溫度升高其優(yōu)勢(shì)變的更加明顯。
　　通過(guò)向介孔前驅(qū)凝膠中添加金屬離子混合溶液合成出一系列不同Si/(Fe+Al)摩爾比的介孔FeAl-MCM-41分子篩。采用XRD、比表面孔徑測(cè)定儀、紫外光譜等儀器對(duì)樣品進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，金屬離子鐵和鋁對(duì)樣品結(jié)構(gòu)有序性有影響，且隨添加量的增加對(duì)結(jié)構(gòu)有序性的影響程度增大。此外，樣品的紫外圖譜在20

4、0-300nm有強(qiáng)的吸收峰，且隨金屬原子添加量的增加峰的強(qiáng)度增強(qiáng)。證明有四面體配位的鐵原子存在，鐵已經(jīng)摻入樣品骨架中。
　　此外，為了比較MCM-41與MCM-48分子篩性質(zhì)差別，采用同樣的方法分別合成出不同Si/(Fe+Al)、Si/Fe摩爾比的FeAl-MCM-48和Fe-MCM-48分子篩。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，金屬離子對(duì)介孔結(jié)構(gòu)的影響與MCM-41類似，金屬摻雜量對(duì)介孔MCM-48結(jié)構(gòu)有序性有影響，且隨添加量的增加影響程度增大。<

5、br>　　最后，研究了摻雜金屬樣品對(duì)苯酚與叔丁醇烷基化反應(yīng)的催化活性，并考察金屬摻雜量、溫度、空速等因素對(duì)反應(yīng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，金屬摻雜量、溫度、空速等都對(duì)烷基化反應(yīng)都有影響。金屬摻雜量的增加有利于苯酚轉(zhuǎn)化率的提高。此外隨溫度的增加，苯酚轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)先上升后下降的過(guò)程。空速大小對(duì)苯酚轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性都有影響，在較小時(shí)有利于苯酚轉(zhuǎn)化率和4-叔丁基苯酚選擇性的提高。隨后對(duì)不同類型催化劑上苯酚轉(zhuǎn)化率大小的比較發(fā)現(xiàn)，催化劑活性從大到小的排列大致