【摘 要】
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该论文首先就固体酸催化剂的国内外研究状况进行了概述,明确了目前用于烷基化反应的固体酸催化剂所存在的问题与缺陷,考虑到烷基化反应的特点提出了可能的解决方案.然后,基于多孔材料用于催化剂载体所具有的优异性能,对近年来非硅体系介孔金属氧化物的制备方法、路线、机理等作了论述,提出了制备新型复合介孔固体强酸的可能性.该文选取氧化锆为载体利用聚合模板法制备了活性组分MoO、WO负载的介孔固体强酸催化剂,并通过
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该论文首先就固体酸催化剂的国内外研究状况进行了概述,明确了目前用于烷基化反应的固体酸催化剂所存在的问题与缺陷,考虑到烷基化反应的特点提出了可能的解决方案.然后,基于多孔材料用于催化剂载体所具有的优异性能,对近年来非硅体系介孔金属氧化物的制备方法、路线、机理等作了论述,提出了制备新型复合介孔固体强酸的可能性.该文选取氧化锆为载体利用聚合模板法制备了活性组分MoO<,3>、WO<,3>负载的介孔固体强酸催化剂,并通过XRD,BET,TEM,IR及NH<,3>-TPD、NMR等技术对其结构及酸性进行了表征,结果发现:1.以非离子型表面活性剂为模板剂的共沉淀法合成的负载型介孔MoO<,3>/ZrO<,2>,XRD发现MoO<,3>具有促进ZrO<,2>孔壁晶化的作用并能延迟ZrO<,2>从介稳的四方相向稳定的单斜相转变,在800℃焙烧后仍以四方相为主;低温N2物理吸脱附曲线为Ⅳ类,滞后环为E型,表明有介孔存在,BJH(Barrett-Joyner-Halenda)法分析发现MoO<,3>/ZrO<,2>的平均孔径为3~4 nm;TEM结果表明样品中存在大量的蠕虫状(worm-like)无序介孔.2.初步提出了MoO<,3>/ZrO<,2>的介孔形成机理,不同于传统的M41S的合成,该实验条件下,介孔MoO<,3>/ZrO<,2>是有聚乙烯醇与无机源通过氢键导向作用形成的,由于其作用力较静电力较弱,从而更趋向于无序性.3.FI-IR研究发现有Mo-O-Zr键存在可能为新的强酸中心,通过NH<,3>-TPD发现催化剂中存在较多酸位及较大的酸强度,适当提高Mo的负载量,能进一步增加催化剂的酸量.4.通过高分辨NMR技术,对介孔MoO<,3>/ZrO<,2>的酸性进行了细致的表征,<1>H MAS NMR及吸附氘代吡啶后的<1>H MAS NMR表明试验表明,在样品表面存在多种酸位,这与NH<,3>-TPD的结果相符;<31>p CP/MAS NMR结果证实所合成样品表面存在较强的B酸位,但无L酸;而<13>C CP/MAS NMR试验结果表明,该固体酸的酸强度较大,其化学位移为226ppm,强于HZSM-5分子筛的酸强度.5.同时,通过NMR,比较了利用与MoO<,3>/ZrO<,2>相同的方法制备的介孔WO<,3>/ZrO<,2>的酸性,结果表明有类似于MoO<,3>/ZrO<,2>的酸性.该文的研究结果是新型固体酸催化剂制备一种新的尝试,推广了非硅介孔材料的应用范围,实现了绿色化学与环境友好化的发展目标,对今后烷基化固体酸催化剂的开发与实际应用具有一定积极的现实意义.
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