论文部分内容阅读
沸石分子筛具有比表面积大,孔道结构十分规则且孔径非常均匀等优点,使其在催化领域具有广泛的应用。研究合成方法简单且催化性能良好的分子筛,对催化剂的发展及更新是十分必要的。综合考虑到分子筛的稳定性和催化效果等因素,本文选择纯硅分子筛为研究对象,以Mn和V作为改性的过渡金属杂原子,合成了Mn和V掺杂的分子筛,通过XRD,IR,UV-Vis等测试手段对合成分子筛的结构等性质进行了测定,通过XPS,EPR和TPR对金属的价态及存在形式进行了分析,产物的形貌和孔结构特征等则通过FE-SEM和氮气吸附脱附进行了表征。通过苯乙烯和苯甲醇的氧化反应对所合成的分子筛催化剂进行了催化性能测试。具体内容如下所示:（1）采用离子交换法合成Mn2+插层的层状硅酸盐Mn-magadiite,以Mn-magadiite作为硅源和锰源,在中性条件下通过水热转化的方法合成了Mn-Silicalite-1分子筛。表征的测试结果证明Mn成功地进入到Silicalite-1的骨架中。通过苯乙烯氧化反应测试了Mn-Silicalite-1的催化性能。催化结果表明,Mn-Silicalite-1的催化性能优异,且低温条进下有利于氧化苯乙烯的生成,高温的反应条件则有利于苯甲醛的生成,即对氧化苯乙烯的选择性从298K的94.46%下降到368K的6.52%,而对苯甲醛的选择性从298K的5.54%上升到368K的93.48%。（2）通过控制合成体系的碱度,通过简单的一步水热法合成了骨架内高钒含量的V-Silicalite-1分子筛。表征结果证实了V进到分子筛骨架中取代了原本Si的位置。在合成过程中,OH-有效地促进了V进入到分子筛骨架中。V-Silicalite-1在不同反应温度下均对苯乙烯的氧化反应展现出良好的催化结果。在298K时苯乙烯转化率高达84.89%,氧化苯乙烯选择性高达91.04%;358K时苯乙烯转化率高达97.47%,苯甲醛选择性高达80.97%。（3）在过量NH3?H2O的体系中合成了骨架中高钒含量且高度有序的V-MCM-41,测试结果证明了钒良好的分散性,以及大部分V以四价和五价态存在于MCM-41的骨架中。此外,还采用V-MCM-41的方法成功地合成了其他过渡金属掺杂的MCM-41。通过苯甲醇的氧化反应对不同钒含量的V-MCM-41进行了催化性能测试,结果显示,通过该方法合成的V-MCM-41对苯甲醇的氧化反应具有良好的催化活性。当初始V/Si=0.10时,催化效果最佳,苯甲醇转化率高达74.83%,产物苯甲醛选择性高达96.20%。