论文部分内容阅读
M41S系列中孔分子筛的出现,引起了广泛的关注。其较大的孔径和规整的孔道结构,为大分子化合物的催化和吸附开辟了广阔的应用前景。但是,其高昂的合成成本和苛刻的合成条件在一定程度上限制了其在工业生产中的应用。本论文重点研究了低表面活性剂浓度下MCM-41中孔分子筛的合成,并将其作为催化剂载体制备了固体超强酸。文章最后尝试了后合成铝化合成MCM-41中孔分子筛。 本文研究了低表面活性剂浓度下合成MCM-41中孔分子筛。以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为结构模板剂,用水热晶化法在w(CTAB)=1%~3%下制备全硅MCM-41中孔分子筛。使用XRD、低温N2吸附-脱附、TG-DTA、FT-IR、TEM等手段对产物的孔结构、比表面积、孔径、热稳定性、组成和形貌等进行了测试和表征。探讨了低表面活性剂浓度下MCM-41中孔分子筛的形成机理,考察了反应体系pH值、表面活性剂用量、晶化温度、晶化时间、焙烧温度等对MCM-41合成的影响。结果表明,较优的工艺条件为:反应物摩尔配比n(CTAB):n(TEOS):n(NaOH):n(H2O)=1:3.75:1.64:434,晶化温度为100℃,晶化时间为72h,脱除表面活性剂选择焙烧温度为550℃,焙烧时间为6h。产物具有完美的晶型结构,BET表面积为998.02m2/g,平均孔径为3.09nm,且孔径分布极窄。此方法降低了合成成本,且工艺简单。产物的比表面积和孔径也比文献报道有所提高。 MCM-41分子筛较大的比表面积和中孔结构,对涉及较大分子的吸附与催化反应具有优势,本文研究了其作为催化剂载体制备固体超强酸。采用液相沉积法制备了由MCM-41分子筛负载TiO2/S2O82-的固体超强酸催化剂,探讨了成酸机理,并以乙酸/异戊醇的酯化反应作为探针反应考察了焙烧温度、浸渍溶液浓度等制备条件对催化剂催化活性的影响,得到了最佳的制备条件。XRD、N2吸附和FT-IR结果表明,固体超强酸保持了MCM-41的中孔结构,BET表面积高达211.36m2/g,是具有较强酸性的质子酸。使用最佳条件制备出的催化剂优化了酯