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丙烯环氧化制备环氧丙烷反应中,催化剂的选择需要与氧化剂的种类相匹配。为满足绿色化学的需求,常用的氧化剂为双氧水与过氧化氢异丙苯(CHP)。双氧水氧化法与过氧化氢异丙苯共氧化法作为环境友好型清洁生产工艺具有应用前景。研究表明,以过氧化氢异丙苯为氧化剂的丙烯环氧化反应体系中,催化剂需具备四配位的钛、表面疏水、介孔结构的特点。目前用于工业化装置的催化剂主要是硅烷化的介孔分子筛及无定型钛硅复合物,相比于介孔及无定型材料而言,多级孔TS-1具有更好的疏水性、水热稳定性、热稳定性及更宽的孔径分布。本文将不同钛硅材料用于催化过氧化氢异丙苯氧化丙烯反应,并选用多级孔TS-1为催化剂考察了反应条件的影响。本文利用水热合成法制备了Ti-MCM-41、Ti-HMS、Ti-SiO2、HTS-1、未晶化HTS-1前驱体及钛硅复合物等钛硅材料,采用X-射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等对钛硅材料的结构和形貌进行表征,研究合成条件及改性处理对其结构的影响。以丙烯环氧化反应为探针反应,评价了不同钛硅材料的催化性能。比较不同条件合成的多级孔TS-1在丙烯环氧化反应中的催化性能,发现硅钛比、聚季铵盐-6用量及晶化时间都会影响所得催化剂的催化性能,硅钛比33、聚季铵盐-6与二氧化硅的质量比为3/3、170℃晶化4d制备的多级孔TS-1催化反应性能较好。催化剂改性处理包括硅烷化改性、酸处理、醇处理及金属盐处理,研究发现硅烷化改性及醇处理增加催化剂表面疏水性、金属盐改性减少酸中心的数量,均可提高催化剂的催化性能;酸处理可以洗掉锐钛矿及覆盖在催化剂活性中心上的非骨架钛,催化剂的活性提高。结合上述催化剂表征和反应结果,发现催化剂骨架钛的含量、介孔孔容大小及孔道连通性、表面疏水性及酸中心的数量对催化剂性能影响较大。采用控制单一变量法研究间歇釜中反应条件对过氧化氢异丙苯氧化丙烯反应结果的影响,将体系中所得环氧丙烷的质量浓度作为催化剂性能的考察指标,系统研究了催化剂用量、氧化剂用量、反应时间、反应温度及反应溶剂的影响,得出较佳反应条件为:反应温度80℃,反应压力0.8 MPa,CHP浓度7%,CHP与催化剂的质量比为15:1,反应时间4 h,此条件下以HTS-1为催化剂,CHP的有效利用率可以达到72.75%,PO的选择性为100%。