新型雙雜原子和兩親性β沸石的合成、表征及催化性能.pdf

1、β沸石由于其具有獨(dú)特的12元環(huán)三維孔道結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性高以及抗酸性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，在石油化工中得到了廣泛的應(yīng)用。諸多研究表明，在β沸石骨架中引入具有變價(jià)特征的過(guò)渡金屬離子，可以使其表現(xiàn)出更加優(yōu)良的物理、化學(xué)性能和獨(dú)特的催化特性。盡管他們對(duì)含單一雜原子β沸石的合成與應(yīng)用做了很多研究，展示了該類沸石良好的工業(yè)應(yīng)用前景，但目前實(shí)際投入工業(yè)應(yīng)用的還很少，其主要原因是沸石催化劑的催化活性有待進(jìn)一步提高，制備成本有待降低，調(diào)控沸石本身酸堿性

2、以滿足特定催化反應(yīng)需要以及調(diào)節(jié)沸石催化劑本身親水或親油性的理論與技術(shù)有待深入探討。因此，在本文中我們選擇新型兩親性β沸石的合成、表征及催化性能展開研究，為制備新型工業(yè)催化劑打下基礎(chǔ)。主要做了三個(gè)方面的工作，第一，探索了新型雙雜原子Ti-Co-β和Ti-Cu-β沸石的水熱合成條件;第二，采用十六烷基三甲基溴化銨（簡(jiǎn)稱CTAB）對(duì)Ti-Co-β沸石表面進(jìn)行修飾，制備出了兩親性CTAB-Ti-Co-β沸石;第三，以H2O2氧化苯乙烯為探針?lè)磻?yīng)

3、，考察了Ti-Co-β沸石的催化性能，并測(cè)定了兩親性CTAB-Ti-Co-β沸石對(duì)環(huán)己烯水合反應(yīng)的催化活性。
　　(1)Ti-Co-β沸石的合成、表征和催化性能
　　以白炭黑為硅源，四乙基氫氧化銨為模板劑，硫酸鈦為鈦源，氯化鈷為鈷源，氟化銨為礦化劑，采用水熱合成法在SiO2-CoO-TiO2-(TEA)2O-H2O-NH4F體系中合成Ti-Co-β沸石，運(yùn)用XRD、IR和SEM等技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行了表征，并探討了影響Ti-Co-

4、β沸石合成的因素。結(jié)果表明，按化學(xué)組成（物質(zhì)的量比）nSiO2∶nCoO∶nTiO2∶n(TEA)2O∶nH2O∶nNH4F=60∶(0.5～3.0)∶(0.5～3.0)∶(16～18)∶(500～650)∶(30～40)配制初始反應(yīng)混合物，可以制備出結(jié)晶良好的Ti-Co-β沸石，所合成的樣品具有BEA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，Ti和Co兩種原子進(jìn)入了沸石骨架。在以H2O2為氧化劑的氧化苯乙烯的反應(yīng)中，考察了Ti-Co-β沸石的催化氧化性能，苯乙烯的轉(zhuǎn)

5、化率和苯甲醛的選擇性分別可達(dá)71.3％和93.4％。
　　(2)CTAB改性Ti-Co-β沸石的制備及其催化環(huán)己烯水合反應(yīng)性能研究
　　采用CTAB對(duì)Ti-Co-β沸石進(jìn)行表面修飾，制備出兩親性CTAB-Ti-Co-β沸石，XRD、UV-vis、IR、SEM、TG-DTA和XPS等測(cè)試結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)硅烷改性的沸石骨架結(jié)構(gòu)沒(méi)有被破壞，只是表面引入了親油性的烷基基團(tuán)，在保持原母體沸石親水性的同時(shí)，增強(qiáng)了親油性能。在環(huán)己烯水合相界

6、面催化反應(yīng)中，兩親性CTAB-Ti-Co-β沸石表現(xiàn)出比母體沸石更好的催化活性。
　　(3)Ti-Cu-β沸石的合成及結(jié)構(gòu)表征
　　在SiO2-TiO2-CuO-(TEA)2O-H2O-NH4F體系中合成了Ti-Cu-β沸石。運(yùn)用XRD、SEM等技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行了表征，探討了影響Ti-Cu-β沸石合成的因素。結(jié)果表明，按化學(xué)組成(物質(zhì)的量的比)nSiO2∶nTiO2∶nCuO∶n(TEA)2O∶nH2O∶nNH4F=60∶(0