Ti-ZSM-11的合成、表征及苯乙烯选择氧化反应的研究

通过3种不同的水热晶化法合成了Ti-ZSM-11型分子筛,并利用XRD、SEM、IR、TG-DTA、XPS、DRS等手段对其进行了表征。结果表明,Ti进入了分子筛骨架,且Ti含量增加,晶胞参数增大,IR谱中～970cm^-1的谱带逐渐增强。热分析表明,Ti-ZSM-11有较好的热稳定性,苯乙烯选择氧化结果表明,沸石中Ti含量增加,反应活性提高,活性中心Ti是孤立的连接,而不是彼此邻近相连。     

双杂原子Ti—Fe—ZSM—5分子筛的合成与表征

在无碱离子存在下，分别采用四丙基溴化铵（ＴＰＡＢｒ）和价格低廉的１，６－己二胺（１，６－ＨＤＡ）和正丁胺（Ｒ－ＮＨ２）模板剂合成了双活性中心的Ｔｉ－Ｆｅ－ＺＳＭ－５分子筛，对沸石产物的我一及结构进行了表征，并利用苯酚羟基化反应及气相色谱分析方法证明其有双活性中心离子存在及协同作用的催化氧化性能。     

ZSM—11型Zr—Si分子筛的合成研究

分别以硅溶胶为硅源、氧氯化锆为锆源、四丁基溴化铵的模板剂,采用水热晶化法合成了ZSM-11型的锆硅分子筛。用XRD和SEM等表征了分子筛的结构;考察了硅锆比、晶体温度、碱度、晶化时间、模板剂的用量等对分子筛形成过程的影响。结果表明,ZSM-11型的锆硅分子筛的形成受很多因素的影响,一般晶化温度为120-140℃、硅锆比高于20、碱度控制在4.7左右有利于分子筛晶体的生成,晶化时间一般为约48h,SEM照片显示所合成的Zr-ZSM-11分子筛为结晶完好的棒状晶体;EDX证实了Zr原子在分子筛中的存在。     

Pr3N—ZSM—5分子筛的合成与表征

硅铝酸盐分子筛的合成一般采用水热晶化法,反应混台物的pH值大于10,并且体系中含有金属离子,分子筛原粉必须通过铵离子交换和焙烧才能转变为氢型催化剂,1986年,Guth等人曾在非碱性介质含氟体系中,在加晶种条件下以三丙胺为模板剂得到ZSM-5分子筛,文献报道的ZMS-5分子筛大单晶的合成均采用四丙基铵离子作模板剂,尚未见到用其它有机分子作为模板剂合成ZMS-5大单晶的报道,我们在非碱性介质含氟体系中以三丙胺直接合成出ZSM-5分子筛,并得到了大单晶。用多种实验技术对三丙胺在ZSM-5分子筛中的存在状态进行了表征。     

Ti—β分子筛的合成,表征与催化性能

采用水热晶化法成功地合成了Ｔｉ－β分子筛。运用ＸＲＤ，ＩＲ，ＵＶ－Ｖｉｓ和ＳＥＭ等多种现代物理技术表征了合成的Ｔｉ－β分子筛样品的物化特性，证明了它具有ＢＥＡ拓扑结构，结晶良好，且钛原子进入了分子筛的骨架，无非骨架钛存在，晶粒大小约为０．３Ζμｍ。考察了合成路线、晶化时间等因素对Ｔｉ－β分子筛的影响，发现不同合成路线只对结晶度有影响，晶化时间在１０￣１２ｈ较好。探针反应结果表明，Ｔｉ－β分子筛对苯     

气固相法合成的Ti—ZSM—5催化剂上苯乙烯氧化应的宏观动力学

采用TiCl4气固相同晶取代法制得的Ti-ZSM-5作催化剂,对H2O2氧化苯乙烯反应的宏观动力学进行了研究,考察了催化剂、苯乙烯和H2O2用量及反应温度对苯乙烯氧化反应速率的影响。结果表明,催化剂Ti-ZSM-5和底物苯乙烯对苯乙烯氧化反应速率的贡献均为一级,而H2O2为1／2级;苯乙烯氧化反应的表观活化能Ea＝48.14kJ/mol。当以丙酮为溶剂,在n(PhCH:CH2)/n(H2O2)=7.91,催化剂用量为20g/L,反应温度为343K的条件下,反应360min时,苯乙醛选择性和H2O2利用率分别可达91.9%和88.6%。     

中孔分子筛MCM—41的合成与表征

以白炭黑和正硅酸乙酯为硅源，十二、十六烷基三甲基铵为模板剂，用水热法和室温直接法合成出中孔分子筛ＭＣＭ－４１，考察了对合成的影响因素，用红外光谱、吸附、孔分布、热分析等手段对这两种产物进行了表征。     

大孔磷酸铝分子筛VPI—5与MCM—9的合成与表征

1988年,Davis等首次合成了一种具有十八元环、孔道直径大于10~(-7) cm的新型VPI-5分子筛。次年7月,他们又详细报道了以四丁基氢氧化铵为结构导向剂合成的VPI-5分子筛。以二正丙胺(DPA)为结构导向剂也可合成VPI-5,但文献对这一合成产物没有给予必要的结构表征。MCM-9是Derouane等首先合成的,他们在反应混合物中加有正己醇,并采用液-固相反应方法制备了这种与VPI-5结构相似的磷酸硅铝分子筛。我们以二正丙胺为结构导向剂,用水热晶化法合成了VPI-5和MCM-9 2种大孔分子筛,并对其进行了结构表征。     

超大孔Fe和V—Ti分子筛的合成

水热法合成了具有超大孔ＭＣＭ－４１分子筛结构的含Ｆｅ和Ｖ－Ｔｉ分子筛，通过ＸＲＤ，骨架ＩＲ，ＥＳＲ，＾２９ＳｉＭＡＳ ＮＭＲ，紫外漫反射等测试表征证实，Ｆｅ原子在ＦｅＭＣＭ－４１分子筛骨架上，Ｖ和Ｔｉ同是进入Ｖ－ＴｉＭＣＭ－４１分子筛骨架。     

Fe—Si—ZSM—12分子筛的表征

本文用红外光谱研究了Fe-Si-ZSM-12分子筛,观察到其结构单元的骨架振动谱带在545cm~(-1)、580cm~(-1)和630cm~(-1),而表示Si—O—Fe键的对称伸缩振动谱带在660cm~(-1)和780cm~(-1),且随铁含量增加向高波数位移。Fe-Si-ZSM-12分子筛的穆斯堡尔谱的结果表明,骨架铁的IS值很小,IS=0.086(-0.17)mm/s,且QS=0.0mm/s,这明显不同于非骨架铁IS=0.53mm/s。在Fe-Si-ZSM-12分子筛的ESR谱图上,观察到骨架铁的顺磁信号(g=4.3),样品焙烧后顺磁信号减弱,骨架铁向非骨架位迁移。IR、Mossbauer、ESR结果证明,Fe~(3+)进入了骨架。     

具有ZSM—11结构的分子筛型SO^2—4／Zr—ZSM—11超强酸的制备

赋予SO42-/MxOy型超强酸催化剂以一定孔结构的研究工作,近年来受到许多研究者的重视,并在这方面做了许多有意义的探索工作,如合成具有类分子筛结构的锆氧化物,然后用硫酸处理,制备这类催化剂;将锆或钛的氧化物负载于分子筛上,然后用硫酸处理,以制备具有高表面积和一定孔结构的催化剂.Reddy［1］、Huang［2］和Debra［3］等人曾报道合成了具有中孔结构的SO42-/ZrO2催化剂. 　　我们将分子筛的多孔性、结构规整性以及高比表面积与SO42-/ZrO2的强酸性结合起来,制得具有分子筛结构特征的超强酸催化剂.采用这种方法制取分子筛型的超强酸催化剂,目前还未见报道. 1 实验部分1.1 Zr-ZSM-11型锆硅分子筛的合成 　　以ZrOCl2*8H2O及硅溶胶分别作为锆源和硅源、四丁基氢氧化胺（TBAOH）为模板剂.将原料以一定的配比计量,按H2O、TBAOH、硅溶胶、ZrOCl2*8H2O的顺序加入不锈钢反应釜中,搅拌均匀;在一定的温度下晶化,然后过滤、洗涤.将得到的产物在110 ℃下干燥,即得Zr-ZSM-11分子筛原粉; 最后经在一定温度下焙烧脱除模板剂.用以表征的样品原料的摩尔比为:1硅溶胶∶0.02 ZrOCl2*8H2O∶0.25 TBAOH∶30 H2O 1.2 SO42-/Zr-ZSM-11固体超强酸的制备 　　用0.5 mol/L的硫酸浸渍脱除模板剂的Zr-ZSM-11分子筛原粉,过滤、干燥,然后在550 ℃下焙烧3 h,即得到分子筛型SO42-/Zr-ZSM-11固体强酸. 1.3 分子筛及分子筛型超强酸催化剂的结构表征 1.3.1 XRD　　采用D/max-ⅢA射线衍射仪（日本理学）,研究了催化剂的骨架结构.工作条件为： Cu靶,Ni 滤波,射线波长为15.418 nm,管压30 kV,电流30 mA. 1.3.2 TG　　采用Du Pont 1090 B型热分析仪,研究了样品的热重特性.温度范围为常温～950 ℃,升温速度10 ℃/min,样品用量30～50 mg. 1.3.3 SEM　　采用日立公司生产的S-500型扫描电镜,样品经镀金预处理. 1.3.4 IR　　采用Bruker公司生产的Veckor 33型红外分光光度计. 1.4 催化剂酸性的研究 　　采用真空系统中指示剂蒸汽吸附法测定催化剂的酸强度.在样品管中装入一定量的催化剂样品,在200 ℃时抽真空处理样品30 min,冷却至室温后放入少量的指示剂蒸汽,观察催化剂的变色情况来确定其酸强度.     

Ti-HMS分子筛的合成与表征

 以十二胺(DDA)为模板剂,采用室温晶化合成了钛硅中孔分子筛Ti-HMS,并用XRD,IR,UV-Vis和N2吸附对分子筛样品进行了表征,考察了配料硅/钛比、模板剂用量及晶化时间对合成分子筛的影响. 结果表明,Ti-HMS分子筛具有较大的比表面,孔径约为3 nm. 随着配料硅/钛比的降低,Ti-HMS分子筛的比表面积减小,进入骨架的钛量增多,且非骨架钛也增多. n(DDA)/n(SiO2)≤0.22时,随着模板剂用量的减少,Ti-HMS分子筛的结晶度下降,骨架钛含量减少,非骨架钛含量增加. 晶化时间在9~18 h最佳.     

钛酸盐分子筛的合成研究

以ＴＰＡＯＨ和ＴＥＡＯＨ模板剂分别合成了具有孔道结构的钛酸铜、钛铝酸钠和钛酸钠分子筛，采用Ｘ射线衍射，红外光谱，紫外光谱，扫描电镜，差热分析、ＮＨ３－脱附法及气体吸附法等测试手段对钛酸盐分子筛的物性及结构进行了表征。利用苯酚羟基化反应及气相色谱法证明了具有四配位ＴｉＯ４结构单元的钛酸铜分子筛的催化氧化性能。     

Ti-ZSM-5骨架钛的表征和催化活性的研究

采用TiCl4二次合成法,合成了不同肽含量的Ti-ZSM-5分子筛,用XRD,UV－Vis,XPS,IR等方法对分子筛进行了表征,XRD,XPS及UV－Vis证明分子筛所载的钛进入分子筛骨架,但IR却出现与文献报道不同的结果：钛硅分子筛的IR在960cm^-1上没有吸收峰;同时利用该分子筛催化苯乙烯氧化反应,发现其催化活性随分子筛载钛量的增加而增大。     

含HF体系中SAPO-11分子筛的合成与表征

 在含HF体系中合成了SAPO-11分子筛,并采用X射线衍射、扫描电镜、低温氮物理吸附、红外光谱和吸附氨的程序升温脱附等手段对其进行了表征. 结果表明,相对于常规无HF合成体系,在HF体系中合成的SAPO-11分子筛样品结晶度提高,结晶速度加快,分子筛单晶增大,分子筛晶粒聚集体的粒径减小,比表面积降低,孔体积与平均孔径增大. 合成体系中加入HF后SAPO-11分子筛上B酸中心的总酸量和弱酸量降低,中强酸中心的比例有所提高,而L酸的酸量和酸强度无明显改变.