新型杂原子β和全硅β分子筛的合成、表征和催化性能研究

论文摘要

β分子筛和杂原子β分子筛具有独特的结构,表现出优良的催化性能,是一种绿色催化材料,具有极为重要的工业应用价值。本文采用水热晶化法,合成了无铝V-β分子筛、全硅β分子筛、具有双活性中心的双杂原子Ti-Fe-β分子筛,运用XRD,IR,UV-Vis紫外漫反射,TG/DTA和SEM等多种现代物理技术表征了样品的物化特性,所合成的样品均具有BEA拓扑结构,在杂原子β分子筛中杂原子进入分子筛骨架。系统研究了反应混合物组成与反应条件对晶化产物的影响,在以H2O2为氧化剂的苯酚羟基化反应中,考察了V-β和全硅β分子筛的催化氧化性能。 合成新型杂原子β和全硅β分子筛的方法如下: 首先将反应混合物搅拌成透明均匀的溶胶,然后转入聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜中,在140℃下晶化一定时间,取出反应釜,冷却至室温,分离结晶产物,充分洗涤直至洗出液接近中性。 合成新型杂原子β和全硅β分子筛适宜的初始反应混合物物质的量比及晶化时间如下: V-β分子筛:60SiO2-xV2O5-y（TEA）2O-zH2O-wNH4F,1≤x≤6,y≥16,500≤z≤800,w≥5,晶化时间:7d-12d。 All-Si-β分子筛:60SiO2-x（TEA）2O-y H2O-z NaF,x≥16,480≤y≤660,1.2≤z≤36,晶化时间:12d。 Ti-Fe-β分子筛:60SiO2:2 x TiO2:x Fe2O3:y（TEA）2O:z H2O:w NaF,0.5≤x≤1,y≤12,480≤z≤720,24≤w≤0.6,晶化时间:12d。 V-β和All-Si-β分子筛对苯酚羟基化反应都具有较好的催化活性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 前言
• 1 文献综述
• 1.1 分子筛、β分子筛和杂原子β分子筛概述
• 1.2 β分子筛的结构特征
• 1.3 β分子筛和杂原子β分子筛的合成
• 1.4 β分子筛和杂原子β分子筛的表征
• 1.4.1 X射线粉末衍射（XRD）
• 1.4.2 红外光谱（IR）
• 1.4.3 紫外漫反射光谱（UV-Vis）
• 1.4.4 热分析（TG-DTA）
• 1.4.5 核磁共振（MAS-NMR）
• 1.5 β分子筛和杂原子β分子筛的催化应用
• 1.5.1 烷基化反应
• 1.5.2 烷基异构化反应
• 1.5.3 烷基歧化、转移反应
• 1.5.4 烃类裂解反应
• 1.5.5 芳烃硝化反应
• 1.5.6 烯烃的环氧化反应
• 1.5.7 芳烃羟基化反应
• 2 本课题选择的背景意义及目的
• 3 本课题使用的表征方法和测试手段
• 第二章 无铝V-β分子筛的合成、表征及催化性能研究
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂和表征手段
• 2.2 V-β分子筛的合成
• 2.3 V-β分子筛的催化性能初步考察
• 3 结果与讨论
• 3.1 V-β沸石的结构表征
• 3.1.1 XRD与晶胞参数分析
• 3.1.2 红外光谱分析
• 3.1.3 固体紫外漫反射光谱分析
• 3.1.4 差热／热重分析
• 3.1.5 扫描电镜分析
• 3.2 影响V-β分子筛合成的因素
• 2）／n（V₂O₅）比的影响'>3.2.1 n（SiO₂）／n（V₂O₅）比的影响
• 2）／n[（TEA）₂O]比的影响'>3.2.2 n（SiO₂）／n[（TEA）₂O]比的影响
• 2）／n（H₂O）比的影响'>3.2.3 n（SiO₂）／n（H₂O）比的影响
• 2）／n（NH₄F）比的影响'>3.2.4 n（SiO₂）／n（NH₄F）比的影响
• 3.3 V-β分子筛对于苯酚羟基化反应催化性能的初步考查
• 4.结论
• 第三章 全硅β分子筛的合成、表征及催化性能的研究
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂和表征手段
• 2.2 全硅β分子筛的合成
• 2.3 全硅β分子筛的催化性能考察
• 3 结果与讨论
• 3.1 全硅β分子筛的结构表征
• 3.1.1 XRD谱图分析
• 3.1.2 红外光谱分析
• 3.1.3 差热／热重分析
• 3.1.4 扫描电镜分析
• 3.2 影响全硅β分子筛合成的因素
• 2）／n[（TEA）₂O]比的影响'>3.2.1 n（SiO₂）／n[（TEA）₂O]比的影响
• 2）／n（H₂O）比的影响'>3.2.2 n（SiO₂）／n（H₂O）比的影响
• 2）／n（NaF）比的影响'>3.2.3 n（SiO₂）／n（NaF）比的影响
• 3.3 全硅β分子筛对于苯酚羟基化反应催化性能的考查
• 3.3.1 催化剂的用量对苯酚羟基化的影响
• 3.3.2 反应温度对苯酚羟基化的影响
• 3.3.3 反应时间对苯酚羟基化的影响
• 3.3.4 过氧化氢的用量对苯酚羟基化的影响
• 4 结论
• 第四章 双杂原子Ti-Fe-β沸石的合成与结构表征
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂和表征手段
• 2.2 双杂原子Ti-Fe-β沸石的合成
• 3 结果与讨论
• 3.1 双杂原子Ti-Fe-β沸石的结构表征
• 3.1.1 XRD谱图分析
• 3.1.2 红外光谱分析
• 3.1.3 固体紫外漫反射光谱分析
• 3.1.4 差热／热重分析
• 3.1.5 扫描电镜分析
• 3.2 影响双杂原子Ti-Fe-β沸石合成的因素
• 2）／n（TiO₂）、n（SiO₂）／n（Fe₂O₃）比的影响'>3.2.1 n（SiO₂）／n（TiO₂）、n（SiO₂）／n（Fe₂O₃）比的影响
• 2）／n[（TEA）₂O]比的影响'>3.2.2 n（SiO₂）／n[（TEA）₂O]比的影响
• 2）／n（H₂O）比的影响'>3.2.3 n（SiO₂）／n（H₂O）比的影响
• 2）／n（NaF）比的影响'>3.2.4 n（SiO₂）／n（NaF）比的影响
• 4 结论
• 第五章 结语
• 参考文献
• 在读期间发表（待发）论文
• 湖南师范大学学位论文原创性声明
• 致谢