环己烯水合制备环己醇的研究Ⅰ. 分子筛结构及晶粒大小的影响

考察了三种不同结构的分子筛(ZSM-5,MCM-22及β)以及不同晶粒大小的ZSM-5分子筛对环己烯水合反应的催化活性. 结果表明,具有12元环孔道体系的β分子筛对环己烯的转化率(9.6%)最高,但对环己醇的选择性(35.4%)最差. MCM-22分子筛的活性很低,其环己烯转化率只有0.8%. 而孔口为10元环结构的ZSM-5分子筛则具有较高的活性(环己烯转化率7.5%)和产物选择性(99.2%),因此是较好的水合催化剂. ZSM-5分子筛的晶粒大小对其环己烯水合反应活性有明显的影响,分子筛晶粒越细,则水合反应活性越高,其原因在于晶粒变细增大了分子筛的外比表面积,从而增加了接近孔口处的活性中心的数量.     

形貌、晶粒大小不同的ZSM-5分子筛的表征及催化性能的研究

对3种不同形貌、晶粒大小的ZSM—5分子筛催化剂进行了表征和催化性能的研究．用XRD、SEM和NH3—TPD等方法对ZSM—5分子筛进行表征，结果表明小品粒分子筛的结晶度优于大晶粒分子筛，其酸性随着晶粒的减小而增强．对于MTG反应，ZSM—5分子筛酸性、晶粒大小和晶体形貌等因素对其催化活性产生显著影响．小晶粒的ZSM—5分子筛更有利于C5 和C9 的生成，而大晶粒的ZSM—5分子筛对对二甲苯的选择性高．TG结果表明ZSM—5分子筛上积炭覆盖酸性中心是导致催化失活的主要因素．     

几种分子筛的转晶和混晶的控制及单一晶体的优化合成

 以六亚甲基亚胺作模板剂，在配料比一定的情况下，详细考察了反应温度和反应时间对MCM－22，ZSM－5，ZSM－35和丝光沸石分子筛成晶的影响．结果表明，MCM－22的最佳合成温度在低温区，ZSM－35易在提高反应温度或延长反应时间时形成，而作为中间相的ZSM－5和丝光沸石则在反应温度与反应时间合理匹配时才能以单一相生成．同时，探讨了晶种的加入对产物晶相的影响．在特定的温度和时间区间，能够合成出比例可控的ZSM－35＋MCM－22混晶，ZSM－5＋ZSM－35混晶和ZSM－35＋丝光沸石混晶，并从分子筛孔道和结构单元的特点出发，就转晶发生对温度和时间的依赖性作了解释．     

MCM－22沸石的孔结构和酸分布特性对苯与丙烯烷基化反应产物分布的影响

 根据测试结果，得到了MCM－22和具有相同硅铝比的β沸石的酸中心数及其分布，系统地研究了反应条件对苯与丙烯烷基化反应产物分布的影响；结合扩散系数与扩散势能，讨论了产物分布与MCM－22沸石孔道及酸性质的关系，并与β沸石进行了比较．苯烷基化反应发生在MCM－22沸石的外表面上，其空间位阻较小；在相同的反应条件下，与发生在β沸石十二元环孔道内的苯烷基化反应相比，异丙苯的选择性低2％～4％，二异丙苯的选择性高0．5％～5％，三异丙苯的生成量多10余倍．位于MCM－22沸石十元环二维正弦波形孔道的B酸中心，由于空间位阻大，很难发生苯烷基化反应，但可发生丙烯齐聚反应，故MCM－22沸石上有较多的丙烯齐聚物生成．β沸石上生成正丙苯的量是MCM－22沸石上的3～4倍．     

不同环大小分子筛相对基分子筛催化剂上甲烷无氧芳构化反应的影响

钼基分子筛催化剂，由于不同分子筛的孔道大小及孔道形状不同，对甲烷芳构化反应表现出不同的催化性能，具有8元环孔道结构的小孔ERS－7分子筛没有催化活性，说明甲烷的芳构化反应离不开分子筛孔道作用，较小的孔道中不能生成苯等芳烃，具有10元环孔道结构的ZSM－5，ZSM－11和ZRP－1三种分子筛具有较好的催化性能，但由于其孔道大小及孔道形状的差别在催化行为上表现出一定的差异，具有10元环和12元环孔道结构的MCM－22分子筛，尤其对对苯等轻芳烃而言，催化性能最佳，具有12元环孔道结构的JQX－1以及中孔分子筛SBA－15，虽然上有一定的催化性能，但活性较低，研究结果表明，孔道大小，与苯分子动态直径相近或孔道稍大的分子筛是催化甲烷芳构化反应的良好载体，孔道过大或过小都不利于苯和萘等烃的生成。     

不同环大小分子筛对钼基分子筛催化剂上甲烷无氧芳构化反应的影响

 钼基分子筛催化剂，由于不同分子筛的孔道大小及孔道形状不同\r\n，对甲烷芳构化反应表现出不同的催化性能．具有8元环孔道结构的小\r\n孔ERS－7分子筛没有催化活性，说明甲烷的芳构化反应离不开分子筛孔\r\n道的择形作用，较小的孔道中不能生成苯等芳烃．具有10元环孔道结构\r\n的ZSM－5，ZSM－11和ZRP－1三种分子筛具有较好的催化性能，但由于\r\n其孔道大小及孔道形状的差别在催化行为上表现出一定的差异．具有1\r\n0元环和12元环孔道结构的MCM－22分子筛，尤其对苯等轻芳烃而言，催\r\n化性能最佳．具有12元环孔道结构的JQX－1以及中孔分子筛SBA－15，\r\n虽然具有一定的催化性能，但活性较低．研究结果表明，孔道大小与苯\r\n分子动态直径相近或孔道稍大的分子筛是催化甲烷芳构化反应的良好载\r\n体，孔道过大或过小都不利于苯和萘等芳烃的生成．     

ZSM－5（核）／AlPO4－5（壳）双结构分子筛的合成与催化裂化性能

 采用X射线衍射、扫描电镜、X射线能量散射谱、红外光谱和核磁共振等多种物化方法对合成的ZSM－5（核）／AlPO4－5（壳）双结构分子筛进行了表征，证明这种材料具有以ZSM－5为核层、以AlPO4－5为壳层的双结构特征．考察了合成条件对ZSM－5（核）／AlPO4－5（壳）分子筛形貌的影响，发现ZSM－5分子筛的加入方式对产物的形貌有较大影响．重油裂化反应结果表明，ZSM－5（核）／AlPO4－5（壳）双结构分子筛的催化性能比ZSM－5和ZSM－5／AlPO4－5机械混合分子筛样品好，表现为原油转化率和低碳烯烃、汽油及柴油收率提高．     

AlMCM-48介孔分子筛对萘异丙基化反应的活性

2－烷基萘和2,6－二烷基萘是很有价值的化学品,2－烷基萘可用于染料,药物,香料等精细化学品的生产,2,6－二烷基萘是生产新型聚合材料的重要原料,以煤焦油中萘 原料经傅－克反应可获得烷基萘,工业上传统的液相反应用H2SO4,H4PO4,AlCl3等作催化剂[1],由于存在腐蚀性强,产物分离难,污染重等弊病,人们极力探求性能优良,环境友好的新型催化剂,各种沸石分子筛如ZSM－5,HY,HM,β－沸石等对萘 烷基化反应的催化性能都有探讨^[2-6],据报道,用H－ZSM－5催化萘的甲基反应显示较高的选择性^[2],n(2-甲基萘）／n(1-甲基萘）达到8;（2,6－二甲基萘＋2,7－二甲基萘）在二取代产物中达到80．8％,但萘的转化率较低,约10％,由于H－ZSM－5的孔径较小,它对萘的异丙基化反应几乎无活性[6],HY,Hβ对萘的异丙基化反应活性较高,但选择性差,n(2,6-二甲基萘／2,7－二甲基萘）＝1,HM对萘的异丙基化反应选择性较高,而萘的转化率不高,约30％^[3-6],掺要Ce的丝光沸石选择性和活性都有所提高[7],本文研究了用后处理方法固载铝的AlMCM-48介孔分子筛对萘的异丙基化反应的催化作用,考察了Si/Al对反应的影响。β     

Mo/ZSM-5催化剂体系上NO的选择性催化还原研究

 首先用浸渍法在HZSM－5上负载了不同的金属元素（Mo，Sn和Ni），并比较了它们在含氧条件下对NO分解反应的影响．结果表明，Mo／ZSM－5的催化活性最高．进一步用离子扩散法、浸渍法、物理混合法及合成法制备了四种Mo／ZSM－5样品，并以NH3为还原剂，考察了它们的NO的选择性催化还原反应性能．结果表明，用离子扩散法制得的样品对NO还原反应的催化活性最高，在360℃下，NO转化率可达98％．同时，用XRD，SEM，ICP和EDS等技术对4种样品的体相和表面结构进行了测试．结果表明，用离子扩散法制得的样品，Mo元素在分子筛催化剂的内表面有很好的分散性，导致Mo／ZSM－5具有高的催化活性．这可能是由于Mo元素迁移到分子筛的孔道内，在催化剂表面形成了有利于NO选择性催化还原反应的某种特殊活性结构．     

静态水热晶化法高效合成MCM-22分子筛

 采用静态水热晶化法，在Na2O－Al2O3－SiO2－HMI－H2O（HMI：六亚甲基亚胺）体系中，在HMI／SiO2摩尔比为0．09，H2O／SiO2摩尔比为12，晶化时间为60～80h的条件下，合成了MCM－22分子筛．利用固体硅胶表面的吸附性能提高模板剂的局部浓度，从而实现了分子筛的高效合成．对合成条件的研究结果表明，以比表面积（486m2／g）大、反应性能好的硅胶为硅源是静态水热晶化法高效合成MCM－22分子筛的关键，而成胶老化方式对MCM－22分子筛的晶化影响不大．产物的晶相和转晶的类型取决于合成凝胶的初始硅铝比．当SiO2／Al2O3摩尔比＝18～80时可以合成出MCM－22，当SiO2／Al2O3＝13～17时可以合成出MCM－49．硅铝比较低（如SiO2／Al2O3＝20）时，MCM－22分子筛易转晶为MOR分子筛，而在硅铝比较高（如SiO2／Al2O3＝50）时，可转晶为ZSM－5分子筛．     

高硅分子筛ZSM-22的动态合成及表征

 以1，6－己二胺（DAH）为模板剂，采用水热条件下的动态合成方法，合成出结晶度良好的ZSM－22晶体．研究表明，合成的关键是避免ZSM－5分子筛的生长，当n（Si）／n（Al）＝25～65，n（H2O）／n（SiO2）＝16．3～40．3，n（DAH）／n（Si）＝0．1～0．6和T＝428～448K时，都能稳定合成出ZSM－22分子筛．采用TEM，XRD，TG－DTA和NH3－TPD等方法，对ZSM－22晶体的形貌，生长动力学，模板剂的作用以及硅铝比对分子筛酸性的影响等进行了较详细的研究．实验结果和理论计算证实，1，6－己二胺分子以首尾相连的方式，线性排列并完全充满ZSM－22的十元环孔道，同时起到结构导向和骨架电荷平衡的作用．     

晶化时间对ZSM-5分子筛物化性质及催化性能的影响

 考察了ZSM－5分子筛在晶化过程中的变化规律及其在苯与乙烯气相烷基化制乙苯反应中的催化性能．结果表明,当晶化时间为70h时,分子筛晶体开始出现;晶化90h时无定形物相基本消失．晶化时间从90h再延长至150h,ZSM－5分子筛晶粒的大小、形貌和体相硅铝比都基本不变,但分子筛表面的硅铝比逐渐降低．以晶化时间为90h的ZSM－5分子筛原粉为活性组元制备的催化剂,对苯与乙烯气相烷基化制乙苯反应表现出最佳的催化性能．     

液相法Ru-M-B/ZrO2催化苯选择加氢制环己烯反应条件的研究

 在与进口催化剂完全相同的条件下评价了用化学还原法制备的Ru－M－B／ZrO2（M＝Zn，Fe）催化剂的催化性能．结果表明，Ru－M－B／ZrO2的活性指数为343．9，苯转化率为40％时环己烯选择性为85．3％，均超过已工业化及文献报道的催化剂的最高水平．活性组分Ru的晶粒度约为5nm，与进口催化剂接近．确定了Ru－M－B／ZrO2催化剂上苯选择加氢反应适宜的温度为140℃左右，合适的氢压为4～5MPa，并从热力学和动力学的角度进行了分析．预处理可使Ru－M－B／ZrO2催化剂的活性降低，但使其选择性升高，并从反应机理的角度进行了讨论．     

单金属双中心Ti-MCM-41分子筛催化剂的光催化性能

 制备了单金属双中心Ti－MCM－41分子筛催化剂，通过XRD、低温N2吸附－脱附、XPS及原子吸收光谱等对催化剂进行了表征．结果表明，单金属双中心Ti－MCM－41分子筛催化剂具有良好的长程有序结构和孔结构，其比表面积大于1000m2／g，孔径分布窄，最可几孔径为2．7nm；Ti的电子结合能为458．6eV，介于骨架Ti（选择性氧化活性中心）和非骨架Ti（光催化活性中心）之间．以H2O2和·OH的生成量为基准，考察了Ti－MCM－41对苯羟化反应的催化性能随光照时间、催化剂用量、加水量、反应温度和空气流速等条件的变化，得出了光催化反应的最佳条件．在无外加氧化剂的情况下，单金属双中心Ti－MCM－41上苯的转化率为0．2％，表明其确实具有一定的光催化性能，可实现光催化－选择性氧化的反应－反应耦合．与骨架取代Ti－MCM－41和MCM－41负载TiO2催化剂相比，单金属双中心Ti－MCM－41的催化活性最高．这主要是由于它既具有光催化活性中心，又具有选择性氧化活性中心．     

改性纳米ZSM－5催化剂脱除汽油中烯烃的性能

 在考察ZSM－5沸石晶粒大小对脱除汽油中烯烃的影响的基础上，用纳米ZSM－5沸石作为活性组分负载Co－Mo氧化物制备了改性纳米ZSM－5沸石催化剂，并用XRF，NH3－TPD和TEM等方法对催化剂进行了表征．以脱除DCC汽油中的烯烃为探针反应，临氢条件下，在固定床反应器上对催化剂脱除烯烃的性能进行了评价，考察了反应温度、压力、质量空速和氢／油比对催化剂脱除烯烃性能的影响．结果表明，由于纳米ZSM－5沸石具有晶粒小、微孔短、扩散路程短以及表面酸中心数量多等特点，因而表现出较高的催化活性和较强的抗积碳性能．在V（H2）／V（oil）＝300，WHSV＝3h－1，p（H2）＝3．0MPa和θ＝350℃的适宜条件下，DCC汽油中烯烃的含量由60．7％下降到40％左右，芳烃和烷烃的含量增加；在脱除烯烃的同时可维持汽油的辛烷值不降低．催化剂连续运行1000h以上，其脱除烯烃的性能稳定．     

失活TS-1高效催化环己烯水合生成环己醇的研究

环己醇是一种重要的化工中间原料,目前工业上主要是以ZSM-5分子筛作为催化剂,通过环己烯水合反应一步法制备.钛硅分子筛TS-1是工业环己酮液相氨肟化过程中的高效催化剂,其失活后显示出典型Brønsted酸性质,基于此,本工作发展了失活TS-1作为催化剂催化环己烯水合反应的方法,详细考察了反应时间、反应温度、催化剂含量及环己烯和水的质量比等参数对反应的影响.研究表明,失活TS-1是高效催化剂,在优化的反应条件下可得到11.0%的环己醇收率和99.8%的环己醇选择性,显示出高活性、高选择性和高稳定性的特点.通过酸洗改性与K⁺交换实验以及结合UV-Vis（固体紫外漫反射可见光谱）、FT-IR（傅里叶变换红外光谱）、²⁹Si MAS NMR（固体魔角硅核磁）和NH₃-TPD（氨气程序升温-脱附）等表征技术,进一步研究发现,失活TS-1中含有两种Brønsted酸中心,而催化环己烯水合反应的高效活性中心为与钛羟基相邻的硅羟基（Si-OH（Ti））.该Brønsted酸中心的结构完全不同于ZSM-5分子筛中的骨架桥式Brønsted酸中心（Si-（OH）-Al）,且表现出相对较弱的酸强度特征,因而促进了环己烯水合反应中生成环己醇的主反应路径,抑制了环己烯异构化的副反应路径,表现出高环己醇选择性的特性.失活TS-1废催化剂特殊Brønsted酸中心的发现与应用为废催化剂固废资源的资源化利用提供了新思路.     

钛硅分子筛催化气相环己酮肟贝克曼重排反应

 对比研究了具有MFI结构的TS－1，silicalite－1，Al－ZSM－5和B－ZSM－5分子筛对气相环己酮肟贝克曼重排反应的催化性能．结果显示，TS－1适宜用作重排反应的催化剂，而含骨架B或Al的ZSM－5分子筛的催化性能较差，表明将Ti引入至sili－calite－1有利于改善其对环己酮肟重排反应的催化性能．反应氛围（溶剂、载气和原料添加物）对TS－1催化性能的影响规律说明，弱酸性气体的存在有利于TS－1对环己酮肟的活化与己内酰胺的选择性生成．优化的反应氛围包括以甲醇或乙醇为溶剂，二氧化碳为载气，以及醋酸为原料添加物．     

Mn（salen）／Al－MCM－41催化剂的制备及其对苯乙烯环氧化反应的催化性能

 报道了一种用微波固相法制备Mn（salen）／Al－MCM－41催化剂的新方法，并与常规制备方法进行了比较．FT－IR表征结果表明，微波固相方法和常规方法均能成功地将Mn（salen）配合物固载于Al－MCM－41介孔分子筛上，且微波固相法制备的Mn（salen）／Al－MCM－41催化剂在1448cm－1处具有更强的吸收带．比较了不同方法制备的催化剂在苯乙烯环氧化反应中的催化性能，发现微波固相法制备的Mn（salen）／Al－MCM－41催化剂具有较高的催化活性和环氧化物选择性．此外，催化剂的性能与制备过程中微波辐射的时间有关．考察了反应时间和反应温度对微波固相法制备的催化剂性能的影响规律，随着反应时间的延长和反应温度的升高，苯乙烯环氧化物的选择性逐渐下降．     

以硅胶和三氯化钛为原料合成Ti-MCM-41分子筛 Ⅲ. Ti-MCM-41分子筛的催化活性

 考察了以硅溶胶和TiCl3水溶液为原料合成的含钛中孔分子筛Ti－MCM－41对苯乙烯,α－甲基苯乙烯和环己烯氧化反应的催化性能．结果表明,对于CC双键位于端部的苯乙烯和α－甲基苯乙烯,发生的主要反应是CC双键的氧化断裂,而对于CC双键位于中间的环己烯,发生的主要反应是环氧化反应．     

带有微混合器的固定床反应器中的环己烯水合反应

 在固定床反应器中考察了环己烯水合反应,同时采用一种新型微混合器促进油水两相的混合. 结果表明,该微混合器用于环己烯和水反应时可极大地促进环己烯和水的混合,并进而促进水合反应的进行. 环己烯转化率和环己醇选择性分别达到9%和99%, 同时反应时间缩短至0.3 h.