NaY型分子筛的合成与应用

论文摘要

论文在对分子筛,特别是NaY型分子筛的形成机理、合成方法以及应用进展进行文献综述的基础上,采用水热合成法制备并表征了NaY分子筛,探讨了影响制备的因素,然后将合成的分子筛分别应用于催化制备柠檬酸三丁酯和丙酮酸。主要内容如下:水热合成法制备了NaY分子筛,采用XRD、SEM和TG-DTA对影响晶化的因素进行了探讨。加入适量的NaCl能使分子筛的粒径由7um降低到1um;晶化温度对分子筛的制备具有决定性影响,晶化温度低,NaY型分子筛晶体均匀度差、分散性不好、结晶度不高,当温度达到150℃时可得到大小均匀、分散性好的晶体,但继续升高温度,虽然分子筛的晶化速度加快,但分子筛粒径变大,并会出现转晶现象;晶化时间及投料顺序也对NaY分子筛的制备有较大影响,控制晶化时间为50h,采取先混合硅酸钠、氢氧化钠和正丁胺,最后缓慢滴加硝酸铝溶液可以得到更高结晶度,更好分散性及更小粒径的NaY分子筛。用自制的NaY型分子筛负载Fe、Zn-Cu的化合物作催化剂,催化合成柠檬酸三丁酯,对酯化温度、反应时间、催化剂用量及催化剂的稳定性进行了探索,当催化剂NaY/Fe用量为5%（以柠檬酸质量计）、反应温度为130℃、醇酸比为1:5、反应时间为4h的时,柠檬酸三丁酯的酯化率较高。以自制的NaY分子筛为催化剂,研究了分子氧氧化乳酸制备丙酮酸的反应,探讨了催化剂用量,反应时间、反应温度对催化活性的影响,结果表明当催化剂用量为0.12%（以乳酸质量计）,反应时间为3h,反应温度为85℃时得到较高浓度的丙酮酸。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 分子筛的制备和应用研究进展
• 1.1 概述
• 1.2 沸石分子筛的晶化成核机理
• 1.2.1 多相成核机理
• 1.2.1.1 固相转变机理
• 1.2.1.2 液相转变机理
• 1.2.1.3 双相转变机理
• 1.2.2 均相成核机理
• 1.2.3 二次成核机理
• 1.3 分子筛的晶化动力学
• 1.4 NaY型分子筛的特点
• 1.5 分子筛的合成方法
• 1.5.1 水热合成法
• 1.5.2 微波诱导合成法
• 1.5.3 导向剂或晶种胶合成法
• 1.5.4 限定空间法
• 1.5.5 提高合成体系碱度法
• 1.5.6 模板剂法
• 1.5.7 添加金属盐和表面活性剂及有机溶剂合成法
• 1.5.8 低排放合成法
• 1.5.9 其它方法
• 1.6 分子筛的应用
• 1.6.1 在催化方面的应用
• 1.6.1.1 催化合成酯类化合物
• 1.6.1.2 催化合成酮类化合物
• 1.6.1.3 甲苯歧化
• 1.6.1.4 合成酚类化合物
• 1.6.1.5 其它
• 1.6.2 在环境方面的应用
• 1.6.3 在无机膜制备方面的应用
• 1.6.4 纳米分子筛电流（磁）变材料
• 1.6.5 其它方面的应用
• 1.7 论文工作的提出、研究目的及意义
• 参考文献
• 第二章 NaY型分子筛的合成与表征
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 原料与试剂
• 2.2.2 主要仪器和设备
• 2.2.3 制备方法
• 2.2.4 分子筛的表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 添加NaCl对分子筛的影响
• 2.3.2 晶化时间对分子筛的影响
• 2.3.3 晶化温度对分子筛的影响
• 2.3.4 投料顺序对分子筛的影响
• 2.3.5 分子筛的热稳定性
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 NaY型分子筛催化合成柠檬酸三丁酯
• 3.1 前言
• 3.2 反应原理
• 3.3 合成方法
• 3.3.1 无机盐催化合成法
• 3.3.2 壳聚糖硫酸盐催化合成法
• 3.3.3 杂多酸催化合成法
• 3.3.4 磺酸催化合成法
• 3.3.5 稀土化合物催化法
• 3.3.6 超强酸催化合成法
• 3.3.7 树脂催化剂法
• 3.4 实验部分
• 3.4.1 原料与试剂
• 3.4.2 主要仪器和设备
• 3.4.3 催化剂的制备
• 3.4.4 酯的合成
• 3.4.5 酯化率的计算
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 催化剂用量对酯化率的影响
• 3.5.2 反应温度对酯化率的影响
• 3.5.3 原料配比对酯化率的影响
• 3.5.4 反应时间对酯化率的影响
• 3.5.5 催化剂稳定性研究
• 3.6 结论
• 参考文献
• 第四章 NaY型分子筛催化合成丙酮酸
• 4.1 前言
• 4.2 丙酮酸的合成方法
• 4.2.1 化学合成法
• 4.2.1.1 酒石酸法
• 4.2.1.2 乳酸（盐） 催化氧化法
• 4.2.1.3 电化学法
• 4.2.1.4 其它合成方法
• 4.2.2 生物技术法
• 4.2.2.1 发酵法
• 4.2.2.2 酶转化法
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 主要原料
• 4.3.2 主要仪器
• 4.3.3 合成方法
• 4.3.4 标样的制备
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 反应温度对产物的影响
• 4.4.2 反应时间对产物的影响
• 4.4.3 催化剂用量对产物的影响
• 4.5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录