新型分子筛CoAPO-5的合成及应用研究

论文摘要

磷酸铝分子筛是20 世纪80 年代发展起来的新一代分子筛,金属磷酸铝分子筛更是因为其骨架以同晶取代的方式引入了过渡金属杂原子,可能同时具有酸性中心和氧化还原活性中心,而成为最有前景的氧化还原分子筛和双功能催化剂。CoAPO-5 因其骨架稳定,孔道较大等特点而受到广泛的关注。本文以拟薄水铝石,85%的正磷酸,四水合醋酸钴为原料,2-（二乙胺基）乙醇为模板剂,水热法合成了CoAPO-5 分子筛。系统地考察了模板剂用量,晶化温度,晶化时间对水热法合成CoAPO-5 的影响以及煅烧条件对CoAPO-5 分子筛性状的影响。结果表明,模板剂用量对产物纯度有较大影响,R/Al2O3比为1.25时,可在较宽的温度范围内（150～200℃）合成出CoAPO-5 纯相;在较高的温度下晶化得到的晶体晶粒度较大,但过高的晶化温度又会导致杂质相的生成,同时晶化时间过长也将导致致密相杂质的生成,在200℃下晶化48hrs,能得到晶粒度达242.44?的分子筛纯相;煅烧温度和时间决定CoAPO-5 分子筛最终的物化性能,煅烧温度低于500℃不能有效去除模板剂,而高于600℃将导致分子筛骨架的破坏,Co+2向Co+3转化是一个逐渐转化的过程,在550℃下煅烧10hrs能较好地除去模板剂和结合水并实现Co+2的转化。同时本文还分别考察了在不同溶剂和不同氧化剂体系下,CoAPO-5 在烷基芳烃液相氧化中的作用。结果表明:在常压下,以氯苯作溶剂,叔丁基过氧化氢（TBHP）为氧化剂氧化甲苯,乙苯和苯甲醇的反应中,CoAPO-5 几乎都没有表现出催化活性;常压下,在以醋酸作促进剂,TBHP 氧化甲苯的反应中,CoAPO-5也没有表现出催化活性。在1.5MPa 纯氧压力下,醋酸作溶剂,135145℃下,氧气液相氧化甲苯的反应中,CoAPO-5 对反应有一定的催化作用,反应4hrs 后,对甲苯的转化率为

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1. 文献综述
• 1.1 氧化还原分子筛
• 1.2 金属磷酸铝分子筛
• 1.2.1 金属磷酸铝分子筛的结构
• 1.2.2 金属磷酸铝分子筛的特点
• 1.2.3 金属磷酸铝分子筛催化性能
• 1.3 钴磷酸铝分子筛（CoAPO-5）
• 1.3.1 钴磷酸铝分子筛（CoAPO-5）的合成
• 1.3.2 钴磷酸铝分子筛（CoAPO-5）催化活性
• 1.4 烃类的液相催化氧化
• 1.5 本课题的由来及任务
• 2. 实验部分
• 2.1 实验试剂及实验仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 主要实验仪器
• 2.2 实验装置
• 2.2.1 初始溶胶的制备装置
• 2.2.2 常压活性实验装置
• 2.2.3 高压活性实验装置
• 2.3 CoAPO-5 分子筛的合成
• 2.3.1 反应初始溶胶的制备
• 2.3.2 水热晶化合成
• 2.3.3 高温煅烧
• 2.4 CoAPO-5 分子筛催化活性实验
• 2.4.1 活性实验
• 2.4.2 定量分析
• 3. 实验结果与讨论
• 3.1 X-射线粉末衍射分析
• 3.2 CoAPO-5 分子筛的化学组成及形貌
• 3.2.1 化学组成
• 3.2.2 晶体形貌
• 3.3 合成条件对产物结晶相的影响
• 3.3.1 不同铝源的影响
• 3.3.2 模板剂用量的影响
• 3.3.3 晶化温度的影响
• 3.3.4 晶化时间的影响
• 3.3.5 煅烧温度和时间的影响
• 3.4 小结
• 4. CoAPO-5 催化烃类液相氧化反应初探
• 4.1 常压活性实验
• 4.1.1 实验条件
• 4.1.2 实验步骤
• 4.1.3 结果与讨论
• 4.2 高压活性实验
• 4.2.1 实验条件
• 4.2.2 实验步骤
• 4.2.3 结果与讨论
• 4.3 小结
• 5. 结论
• 参考文献
• 研究生期间发表论文
• 声明
• 致谢