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.     

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.     

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．     

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Br?nsted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Br?nsted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Br?nsted酸中心的结构完全不同于ZSM-5分子筛中的骨架桥式Br?nsted...     

环己烯制备实验中氯化钙脱除环己醇的研究

环己烯的制备是一个经典的有机化学实验项目,实验中用无水氯化钙脱除有机相中微量的环己醇。然而没有文献证实氯化钙具有良好的脱除环己醇的能力,需要通过实验进行验证。另外,还比较了氯化钙吸附异戊醇和乙醇的性能,以分析其对醇类物质的脱除能力。测试结果表明氯化钙脱除乙醇的效率较好,而吸附环己醇和异戊醇的能力弱,吸附时间长。可以作为教学实验的补充材料,供实验者参考。     

不同晶粒大小ZSM－5的合成和表征

采用水热合成法，由不同途径合成出晶粒大小不同的几种ＺＳＭ－５分子筛，这几种分子筛具有大致相同的硅铝比．采用ＮＨ３－ＴＧ－ＴＰＤ，Ｐｙｒｉｄｉｎｅ－ＩＲ－ＴＰＤ表征其酸性，用ＸＰＳ表征其外表面的硅铝比（体相的硅铝比用元素原子吸收法测定）．研究结果表明，应用导向剂可以合成出要求的晶粒大小而且粒度均匀；加晶种的合成得不到较大的晶体，粒度亦不均匀．分子筛的晶粒大小对其酸性有一定的影响，一般来讲，小晶粒分子筛的酸量多．本文中大晶粒分子筛的硅铝比基本上是不均匀的．     

高能气流粉碎对ZSM—5分子筛结构与性能的影响

本文用高能气流粉碎法将ＺＳＭ－５分子筛原粉粉碎成微颗粒，进行了粒度分布、比表面、电镜及Ｘ射线衍射的测定。考察了正已烷裂化、异丙苯裂解反应的催化活性，并对异丙苯裂解反应的产物分布和表观活化能作了分析和计算。实验结果表明，ＺＳＭ－５分子筛经粉碎后粉体粒度分布狭窄，总比表面没有变化而外比表面有明显增加，Ｘ射线衍射也有显著改变。ＺＳＭ－５原粉的晶型未破坏，却暴露出更多的活性中心，反应表观活化能没有明显改变     

ZSM-5分子筛结晶度及晶粒大小的影响因素

以硅溶胶为硅源,偏铝酸钠为铝源,用晶种法制备ZSM-5分子筛.考察了物料混合方式、陈化时间、晶化时间、晶化温度、碱度和水量等对ZSM-5分子筛相对结晶度和晶粒大小的影响.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和激光粒度分析等对所合成样品进行了表征.结果表明:在一定的高碱度条件下形成高浓度的硅铝酸盐凝胶,才能合成出晶化良好的样品,ZSM-5分子筛是按固相机理形成的;合成ZSM-5分子筛的相对结晶度和平均颗粒度均随晶化温度的升高及硅铝酸盐凝胶浓度的增加而增大,在室温陈化24 h、180℃晶化12～24 h时相对结晶度最高,平均颗粒度基本上与陈化时间无关.     

环己醇脱水制备环己烯的一种新型实验设计——国外本科生实验及其相关问题讨论

醇的脱水作为一种重要的烯烃制备方式被广泛应用于实验室与工业生产中。介绍了一个环己醇酸性脱水制备环己烯的新设计。该设计通过利用产物环己烯与水形成低沸点共沸物被蒸馏分离从而促进平衡移动,使得实验操作便捷纯化容易,避免了分水器或脱水剂的使用。该实验设计与流程广泛存在于国外本科生相关课程中,值得国内有机化学实验设计所借鉴。     

小晶粒Fe—ZSM—5分子筛的合成及其催化性能的研究

采用水热合成法,合成出小晶粒的Ｆｅ－ＺＳＭ－５分子筛。分别用Ｘ射线粉末衍射技术测定其物相,ＳＥＭ及粒度分析（ＳＤＰ）测定了晶粒的大小,并考察了它在ＭＴＧ反应中的催化性能。结果表明：合成出的小晶粒Ｆｅ－ＺＳＭ－５分子筛平均只有０４～０６μｍ,并且粒度分布均匀,有较大的比表面,在ＭＴＧ反应中表现出优异的催化性能     

分散法制备的CuCl／ZSM—5分子筛催化上C3H6选择性催化还原NO …

研究了由分散法制备的ＣｕＣｌ／ＺＳＭ－５分子筛催化剂上丙烯在过量氧存在下选择催化还原ＮＯ反应，发现该法能使活性组份高度分散于载体上，且所制备的高负载量ＣｕＣ；／Ｈ－ＺＳＭ－５与离子交换法制备的Ｃｕ－ＺＳＭ－５相比在较低反应温度下具有更高的反应活性。     

以Mo-EDTA为钼源直接水热合成Mo-MFI分子筛及其催化环己烯环氧化性能

环氧化物是一种重要的有机化工原料,广泛应用于合成化学、聚合物合成、食品化学、药物化学等领域中.烯烃催化环氧化反应是制备环氧化物的主要方法.一些均相钼配合物催化剂对烯烃环氧化反应表现出较好的催化性能.然而均相催化剂在实际生产中存在与产物分离困难、不易循环利用等问题.为解决上述问题,研究人员采用不同策略将各种钼配合物负载在固体载体上,制备出活性相对较高的多相钼配合物催化剂.然而,这类负载型钼配合物催化剂在以双氧水为氧化剂的反应体系中普遍存在活性组分易于流失的问题,导致催化剂的稳定性相对较差.因此,设计制备具有高活性和高稳定性的多相钼基烯烃环氧化催化剂具有重要的科学意义和实用价值.将过渡金属引入到具有MFI型拓扑结构的微孔分子筛的骨架上能够制备出具有高活性和高稳定性的杂原子分子筛催化剂.例如,采用直接水热法合成的钛硅分子筛(如TS-1)对以双氧水为氧化剂的小分子烯烃(如丙烯)环氧化反应表现出非常高的活性和稳定性.受这一研究结果启发,研究人员还开展了水热法合成Mo原子取代的MFI型分子筛(Mo-MFI).然而,由于Mo的离子半径较大(与Si相比),且合成体系中的Mo物种在碱性条件下易于发生沉淀,导致引入到分子筛骨架或孔道中的Mo含量极低.本文以Mo-EDTA配合物为钼源,四丙基氢氧化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,采用一步水热法合成了系列具有不同钼含量的Mo-MFI-n分子筛(n代表初始Si/Mo摩尔比).结合X-射线粉未衍射、红外光谱、紫外-可见吸收光谱、拉曼光谱、透射电子显微镜等表征技术对分子筛的结构、组成和Mo物种的状态进行了研究.结果表明,使用Mo-EDTA作为钼源有利于在分子筛骨架和孔道中引入更多的Mo物种;EDTA2?独特的配位能力使其在分子筛生长过程中能够有效调节Mo物种的释放率,并与硅物种缩合的速率匹配,从而使更多的Mo物种被引入到分子筛骨架中;同时也会有少量的Mo物种以骨架外Mo团簇的形式分布在分子筛的孔道内或孔口附近.通过以双氧水为氧化剂的环己烯环氧化反应考察了所制备的Mo-MFI-n催化剂的性能.经组分优化的Mo-MFI-50(初始Si/Mo摩尔比为50)催化剂能够在较温和的条件下有效地将环己烯转化为相应的环氧化物.在75℃下反应9 h后,环己烯转化率和环氧化物选择性分别高达93％和82％,性能明显优于传统水热法合成的Mo-MFI分子筛.此外,反应后的Mo-MFI-50分子筛催化剂通过简单的过滤而不需要焙烧处理就可多次重复利用,表现出较高的结构稳定性和循环性.     

Ti-Beta分子筛的控制合成及高效催化环己烯环氧化

构建了以H₂O₂为氧化剂催化环己烯合成环氧环己烷的高效、 绿色催化反应体系. 在不加入铝源的情况下, 以四乙基氢氧化铵(TEAOH)为模板剂, 通过改进的干胶转化法控制H₂O/SiO₂摩尔比为1.5合成出Ti-Beta分子筛. 实验结果表明, 适宜的酸碱性、 含水量以及模板剂用量显著影响分子筛的结晶度, 同时影响晶粒尺寸和晶粒尺寸的均一性. 通过对Ti-Beta分子筛原粉进行焙烧处理制得Ti-Beta分子筛催化剂, 再通过对反应溶剂、 反应温度和反应时间的筛选和优化, 获得最优催化反应条件, 在该条件下, 环己烯转化率可达33.5%, 环氧环己烷选择性可达99.6%. 实验结果表明该催化剂是一种高效的多相催化剂.     

杂原子Fe—ZSM—5分子筛的合成及表征

本文采用水热合成法,在ＳｉＯ２－ＦｅＯ３－ＥＤＡ－Ｈ２Ｏ体系中成功地合成了Ｆｅ－ＺＳＭ－５型沸石分子筛。并采用ＸＲＤ,ＩＲ,ＳＥＭ及ＭＴＧ反应考察了其物理化学特性,结果表明,分子筛的单位晶胞体积随Ｆｅ杂原子含量的增加而膨胀;骨架在１１００ｃｍ＾－１处的反对称伸缩振动峰向低波数移动,说明Ｆｅ杂原子进入了分子筛骨架,。     

不同晶粒大小HZSM-5载体对甲烷无氧芳构化反应的影响

将不同晶粒大小的HZSM－5做为甲烷无氧芳构化反应催化剂的载体，系统研究了不同晶粒大小HZSM－5载体对反应的影响，研究发现，不同晶粒大小HZSM－5担载Mo催化剂具有不同的催化反应性能，同一体系下合成的不同晶粒大小的HZSM－5，其催化剂的催化活性与HZSM－5的酸量成正比，进一步证实了载体HZSM－5在该反应中起到酸催化作用，对于酸量相近的HZSM－5，其粒度越小，催化性能越好，纳米级HZSM－5担载Mo催化剂，其反应性能优于微米级HZSM－5担载Mo催化剂，以纳米HZSM－5为载体的6％Mo/HZSM-5催化剂具有最佳的反应性能：反应60min时，甲烷转化率为15．45％，苯收率为6．01％。     

H-ZSM-5分子筛上环己烯芳构化反应历程的理论研究

基于76T簇模型,采用量子力学和分子力学联合的ONIOM2(B3LYP/6-31G(d,p):UFF)方法研究了H-ZSM-5分子筛上环己烯芳构化反应历程.结果表明,环己烯首先吸附在分子筛酸性位上,与酸性质子共同脱除一个H2分子后,在分子筛骨架氧上生成烷氧配合物中间体;然后再脱质子得到环己二烯,同时酸性位复原;再经历脱氢和脱质子历程,最后得到产物苯,并吸附在复原的分子筛酸性位上.计算得到脱氢的活化能依次为279.64和260.21kJ/mol,脱质子的活化能依次为74.64和59.14kJ/mol.所有脱氢反应都是吸热过程,生成表面烷氧活性中间体,随后的脱质子反应能垒较低,而且是放热过程.此外,比较了环己烯在分子筛酸性位上的三个竞争反应,即脱氢、质子化和氢交换反应的活化能垒,证明环己烯优先发生脱氢反应.