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1、扬州大学 硕士学位论文 掺杂介孔分子筛的合成、表征与催化性能考察 姓名：乔亏 申请学位级别：硕士 专业：工业催化 指导教师：菅盘铭 20080501 乔亏：掺杂介孔分子筛的合成、表征与催化性能考察 7 l 扬州大学学位论文原创性声明和版权使用授权书 学位论文原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下独立进行研究工作所取 得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含其他个人或 集体已经发表的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名 条囊。 签字曰期：二肋多年月膨日 学位论文全文数据库，并通过网络向社
2、会公众提供信息服务。 学位论文储繇珩弓新躲檄况 签字日期：o 彻年月7 加签字日期：。秘年月，声 乔亏：掺杂介孔分子筛的合成、表征与催化性能考察 l 中文摘要 一、T i M C M 4 1 分子筛制备条件的考察 本文以硅酸钠、三氯化钛为硅源和钛源，以十六烷基三甲基溴化铵 ( C T A B ) 为模板剂，合成出T i M c M 4 1 介孔分子筛，通过低角x R D 表征可 知通过水热反应得到的分子筛较好。考察了利用水热合成法合成 T i M c M 一4 1 介孔分子筛时合成时间、水热反应温度、焙烧方式以及焙烧温 度等合成条件对T i M c M 4 1 介孔分子筛合成的影响。最终合成的
3、样品均采 用低角x R D 进行表征，对表征结果进行对比分析，结果表明：在以硅酸 钠、三氯化钛为原料，以C T A B 为模板剂合成T i M C M 4 1 时，最佳合成 方法应该是利用水热合成法，在l o o 1 2 0 下水热反应7 2h ，前驱体采用 程序升温至5 5 0 焙烧5h 制得分子筛。 二、高钛T i M C M 4 1 分子筛的合成与表征 本文以硅酸钠、三氯化钛为硅源和钛源，以十六烷基三甲基溴化铵 ( c T A B ) 为模板剂，利用水热合成法，在S i T i 物质的量的比为2 6 0 的范围 内合成出T i M C M 4 1 分子筛。采用x R D ，F T I R
4、 ，u V - R a m a ，T E M ，低温 N 2 吸附等对合成的T i M c M 一4 1 进行了表征。结果表明：合成的T i - M c M 一4 1 介孔分子筛在n s i n T 滓4 时，仍然保持了M C M 4 l 的介孔结构，而当S i T i 物质量的比为2 时，介孑L 结构消失；在制备过程中既避免了使用昂贵的有 机原料，又无需加醇和辅助模板剂，合成方法简单；同时，由于在制各过 程中对p H 值的适时调节，使硅酸钠和三氯化钛都得到充分的水解和混合， 制备出了高钛T i M c M 4 1 分子筛，又避免了混合凝胶在水热反应过程中 p H 值升高的问题。 三、T i
5、M C M 4 1 分子筛的催化氧化活- 陛考察 本文对合成的催化剂的催化氧化活性进行了考察，以环己烯在H 2 0 2 体系中的选择性氧化为探针反应，对不同钛含量的T i M c M 4 1 分子筛的催 化氧化性能进行了考察，同时还考察了反应时间对反应的影响。反应产物 2 扬州大学硕士学位论文 中组分的定性分析采用G c - M s 来完成，各组分的含量采用G C 来测定。 实验发现，以T i - M C M 一4 1 分子筛为催化剂在H 2 0 2 体系中催化氧化环己烯 的产物中有四种组分，即氧化环己烷、1 ，2 环己二簿、2 环己烯1 醇、2 环已烯- 1 一酮，且主要产物为氧化环己烷和1
6、 ，2 一环己二醇；反应进行3h 后再继续反应时，环己烯的转化率增加减缓，产物中氧化环己烷的收率降 低，l ，2 一环己二醇的收率增加，其他两耪产物的收率变化不大；随着分子 筛中钛含量的增加，环己烯的氧化转化率增大，最高约为8 3 ，氧化环己 烷的收率先增大后减小，最大约为3 7 ；l ，2 环己二醇的收率逐渐增大， 最大约为5 7 ，产物中其他组分2 环己烯1 醇和2 环己烯1 酮的收率较 低，且均小于1 0 。 四、C u z n A 1 M c M 一4 1 分子筛的考察 以无机盐为原料，以C T A B 为模板剂，利用水热法合成了 C u - Z n A l M c M 4 1 分子筛
7、，考察了水热温度、水热时间、p H 值、n S i n c T A B 等因素对分子筛合成的影响，合成的样品均采用低角x R D 进行表征，对 表征结果进行对比分析，结果表明：n S i n c T A B 介于2 4 ，p H 值为9 5 ， 水热温度为1 2 0 ，水热时问介于4 8 9 6h 时合成的前驱体经5 5 0 焙烧 5h 制锝的分子筛结构较好。对于n c u ：n z ：n A l = l ：l ：l 不变，丽n S i ，拄A l = 6 0 ， 4 0 ，2 0 时合成的介孔分子筛用于乙醇一步法催化脱氯合成乙酸乙酯的催化 活性进行了考察，结果表明n S i n A l =
8、4 0 的催化剂活性较好，产物中乙酸乙 酯的含量约为2 0 。 乔亏：掺杂介孔分子筛的合成、表征与催化性能考察 3 A b s t r a c t 1 R e s e a r c ho fT i - M C M 一4 1s y n t h e s i sc o n d i t i o n T i c o m a i n i n gT i M C M 一4 1m o l e c u l a rs i e v e sw e r ep r e p a r e db yu s i n g N a 2 S i 0 3a ss i l i c o ns o u r c e 、T i C l 3a st i
9、 t a n i u ms o u r c ea n dC r I I A Ba st e m p l a t e T h em o l e c u l a rs i e v e sw e r ea 1 1c h a r a c t e r j z e db yl o wa n g l eX R Da n dt h o s e p r e p a r e d w i t hh y d r o t h e r m a lm e t h o dw e r ep r o V e dt ob e t h eb e s t T h e h y d r o t h e r m a lr e a c t i
10、 o nt i m e 、 r e a c t i o nt e m p e 豫t u r ea n dt h ec a l c i n a t i o nm e a n s 、 c a l c i n a t i O nt e m p e r a t u r eo ft h ea s s y n t h e s i s e dm a t e r i a l sw e r ei n v e s t i g a t e di n t h ep r o c e s so ft h es y n t h e s i sa n dt h em o l e c u l a rs i e V e sw e
11、 r ec h a r a c t e r i z e db y l o wa n g l eX R D T h er e s u l t ss h o wt h a tT i M C M - 4ls y n t h e s i z e d ( N a 2 S i 0 3a s s i l i c o ns o u r c e 、T i C l 3a st i t a n i u ms o u r c ea n dC T A Ba st e m p l a t e ) w i t ht h e h y d r o t h e r m a lr e a c t i o nt e m p e r
12、a t u r eb e t w e e n lO Oa n d12 0 f o r7 2ha n d s e q u e n c er a i s i n gt e m p e r a t u r et o5 5 0 w i l lb et h eb e s t 2 S y n t h e s i s a n dC h a r a c t e r i z a t i o o f H i g hT i c o n t a i n i n g T i M C M 4 1M o I e c u l a rS i e v e s T i c o n t a i n i n gT i M C M 一4
13、 lm o l e c u l a rs i e v e sw i t hn S i ，n T ii ns y n t h e s i sg e l v a r i e df r o m2t o6 0w e r ep r e p a r e db yu s i n gN a 2 S i 0 3a ss i l i c o ns o u r c e 、T i C l ，a s t i t a n i u ms o u r c ea n dC T A Ba st e m p l a t ew i t hh y d r o t h e r m a lm e t h o d T h e m o l e
14、 c u l a rs i e v e sw e r ec h a r a c t e r i z e db yX R D ，F T I R ，U V R a m a n ，a n dl o w t e m p e r a t u r eN 2a d s o r p t i o n d e s O r p t i o n i s o t h e r m s T h er e s u l t ss h o wt h a t T i M C M 一4l s y n t h e s i z e dw i t hn S i n T i = 4s t i l Ik e e p st h em e s o
15、 p o r o u ss t r u c t u r e a sM C M 一4 1 ，b u tt h em e s O p o r o u ss t r u c t u r ed i s 印p e a r sw h e nn S i n T ir e a c h e s2 T h es y n t h e s i sm e t h o dw i t h o u tu s i n ge x p e n s i v eO r g a n i cm a t e r i a l s 、a l c o h O l so r a n ya s s i s t a n tt e m p I a t e
16、 si ss i m p l e I ti sf o 蚰dt h a tN a 2 S i 0 3a n dT i C ba r e h y d r o l y z e da n dm i x e dc o m p l e t e l yi nt h es o l u t i o na n dh i g hT i c o n t a i n i n g T i M C M - 4 1m o l e c u l a rs i e v e sa r es y n t h e s i z e dd u et ot h ep Ha d j u s t e dt i m e l yi n t h es y n t h e s i sp r o c e s s ，w h i c ha v o i d sf r o mt h ei n c r e a s eo fp HV a l u ei n
