改性MCM-48分子筛的合成和催化性能研究及Y/MCM-48复合分子筛的合成

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本论文主要分为三部分,第一部分是金属离子(Ni、Sn、Fe和V)改性的MCM-48的研究。考察了金属离子掺杂量、金属盐的种类和原料加入顺序对中孔分子筛骨架结构的影响。并初步研究了Fe-MCM-48和V-MCM-48对苯的羟基化反应的催化活性。研究表明,原料加入顺序和金属离子掺杂量对中孔分子筛的结构有很大影响,而同一金属离子的金属盐种类的差异对产物结构的影响不太明显。Fe-MCM-48和V-MCM-48对苯的羟基化反应表现出较好的催化活性。 第二部分研究了负载型KNO3/MCM-48和KAc/MCM-48固体碱的的制备,并首次将这类催化剂应用到丙醇和碳酸二甲酯酯交换法合成碳酸二丙酯的反应中。重点考察了活性组分负载量和焙烧活化温度对中孔分子筛骨架的影响,还研究了活性组分负载量、活性组分碱性强弱、催化剂用量、焙烧温度和反应时间等条件对催化剂的影响。研究表明通过负载法制备的KNO3/MCM-48和KAc/MCM-48催化剂对碳酸二丙酯的合成具有很高的催化活性。丙醇和碳酸二甲酯摩尔比为4:1且在363K反应时,当KAc/MCM-48中钾负载量为15%,673K焙烧3h,催化剂用量为5%,反应时间为6h时催化活性最有利,DMC转化率可达96%,DPC产率为91.1%。以KNO3/MCM-48为催化剂时,焙烧温度为823K,其他反应条件同上时,碳酸二甲酯(DMC)的转化率可达99.9%,碳酸二丙酯(DPC)的选择性为93.4%,产率为93.3%。 第三部分研究了Y/MCM-48复合分子筛的合成。通过将NaY沸石加入到MCM-48的溶胶中的制备方法,首次合成了复合分子筛Y/MCM-48。通过XRD、孔结构分析和IR表征可知,合成样品包含微孔和中孔两种孔道结构且不同于二者的机械混合物。TPD分析说明纯MCM-48分子筛只有一种酸性位,且酸性很弱,而复合样品的酸性明显增强,并且出现两种不同类型的酸性位。水热稳定性测试表明复合样品的水热稳定性比纯MCM-48明显增强。
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