多級孔絲光沸石的合成、表征及苯與苯甲醇的芐基化反應研究.pdf

1、多級孔分子篩由于結合了微孔分子篩良好的擇形性、酸性、水熱穩(wěn)定性和介孔材料優(yōu)異的質量傳輸性能，在大分子參與的反應中表現(xiàn)出良好的催化性能。通過向典型沸石合成混合物中引入有機軟模板劑作為介孔導向劑制備多級孔沸石是目前原位合成多級孔分子篩方法中研究最熱的一種。后處理法主要包括脫硅法和脫鋁法，是目前工業(yè)上普遍采用的制備多級孔分子篩的方法。
　　絲光沸石是由相互連通的十二元環(huán)孔道(0.67×0.70 nm)和八元環(huán)孔道(0.34×0.48 n

2、m)組成的。由于八元環(huán)孔道較小，大多數分子很難進入，絲光沸石通常被認為具有一維孔道系統(tǒng)，容易導致擴散限制。盡管如此，絲光沸石在工業(yè)生產中仍被廣泛使用，尤其是在烷基化、加氫異構化、脫蠟等反應中。為了克服傳統(tǒng)絲光沸石的擴散限制，在微孔絲光沸石中引入額外的介孔或大孔無疑是一種快速而理想的方法。
　　本論文以工業(yè)上應用廣泛的絲光沸石為研究對象，分別采用軟模板法和化學后處理法制備多級孔絲光沸石。研究內容主要包括以下幾個方面:
　　1.

3、以雙季銨型陽離子表面活性劑為軟模板劑合成多級孔絲光沸石以自合成的新型軟模板劑雙季銨型陽離子表面活性劑C18H37N+(CH3)2C6H12N+(CH3)2C6H13(Br-)2（簡稱為C18-6-6Br2）為介孔（大孔）結構導向劑制備多級孔絲光沸石?？疾炝祟A晶化條件、晶化時間、硅源種類等因素對多級孔絲光沸石合成的影響;并采用XRD、SEM、TEM、N2吸附、NH3-TPD、TG-DTG等手段對不同模板劑用量時合成的多級孔絲光沸石樣品的結

4、構及物化性能進行了表征。以苯與苯甲醇的芐基化反應對合成樣品的催化性能進行了評價。結果表明，預晶化與否對多級孔樣品的形貌及晶粒尺寸具有重要影響;硅源種類對多級孔絲光沸石的合成影響較小。在預晶化條件下，采用適宜的晶化時間和模板劑用量可以制備出高結晶度、高介孔（大孔）體積、含大量強酸位的多級孔絲光沸石。合成的多級孔樣品在苯與苯甲醇的芐基化反應中展現(xiàn)出了優(yōu)異的催化性能。
　　2.以兩親性有機硅烷為軟模板劑合成多級孔絲光沸石在傳統(tǒng)水熱法合成

5、絲光沸石的過程中，通過引入兩親性有機硅烷[(CH3O)3SiC3H6N+(CH3)2C16H33]Cl-（簡稱為TPHAC）作為介孔模板劑，制備了具有多級孔結構的絲光沸石。采用XRD、TF-IR、SEM、N2吸附、NH3-TPD等手段對合成樣品進行了表征。結果表明，合成的多級孔絲光沸石樣品含豐富的介孔且介孔尺寸較均一;與微孔絲光沸石相比，多級孔絲光沸石樣品的強、弱酸量均有所減小。由于介孔的引入，改善了絲光沸石微孔的擴散性能，在苯與苯甲醇

6、的芐基化反應中表現(xiàn)出了較高的催化活性。
　　3.化學后處理法制備多級孔絲光沸石對傳統(tǒng)微孔絲光沸石進行連續(xù)的酸堿后處理制備了多級孔絲光沸石，并采用XRD、FT-IR、SEM、N2吸附、NH3-TPD對合成產物的結構及物化性能進行了表征。結果表明，連續(xù)酸堿處理獲得的產物具有一定的多級孔結構，處理條件對合成產物的孔道結構和酸性質具有重要影響。連續(xù)酸堿處理方法拓寬了后處理法制備多級孔分子篩材料的骨架類型。合成的多級孔樣品具有較好的苯與苯甲