本文關(guān)鍵詞：金屬原子摻雜分子篩柱撐蒙脫土復(fù)合材料的制備及性能研究

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【摘要】：蒙脫土在我國是一種儲存量極大的天然層狀自然礦物資源,其自身性質(zhì)決定很容易對其進行改性,從而達到最佳應(yīng)用效果；而納米分子篩集中了納米材料和分子篩材料的優(yōu)點,一直是催化化學研究領(lǐng)域的重點。將微孔分子篩插入到蒙脫土的層板間,制備的新型微孔分子篩柱撐蒙脫土材料,得到具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的材料,同時具有微孔-介孔孔道,取得了較好的催化效果。但是隨著工業(yè)的發(fā)展,純硅分子篩已經(jīng)不能滿足工業(yè)的需要,所以需要對其進行改性。分子篩改性的一個常用的方法就是在其骨架中摻雜金屬,增加其酸性位從而有效地提高材料的催化活性。本論文通過一步法,在水熱條件下?lián)饺虢饘冁嚭豌~,通過控制反應(yīng)體系的模板劑、攪拌溫度、攪拌時間、晶化時間、晶化溫度和反應(yīng)pH值等條件,獲得了金屬雜原子摻雜分子篩柱撐蒙脫土復(fù)合材料,并用于催化苯羥基化反應(yīng)和異丙苯裂解為苯和小分子烴的反應(yīng),效果顯著。主要研究工作及成果有：1、采用一步水熱合成法制備金屬鎳原子摻雜分子篩柱撐蒙脫土復(fù)合材料,通過控制反應(yīng)體系的模板劑、攪拌溫度、攪拌時間、晶化時間,合成了鎳含量分別為3.08wt.%、4.55wt.%、6.95wt.%的金屬鎳原子摻雜分子篩柱撐蒙脫土復(fù)合材料,并對材料進行XRD、SEM、N2 adorption-desorption、 NH3-TPD、FT-IR、UV-vis等測試表征。測試結(jié)果顯示材料具有蒙脫土和微孔分子篩的性質(zhì),同時金屬鎳原子已成功進入骨架中且在材料中分布均勻,材料中既具有微孔孔道又具有介孔孔道,比表面積可達311.42 m2/g,孔體積為1.29 cm3/g。2、合成了摻雜金屬銅原子的分子篩柱撐蒙脫土復(fù)合材料,通過控制反應(yīng)體系的模板劑、晶化溫度和反應(yīng)pH值等條件,合成了銅含量分別為4.79wt.%、6.84wt.%和8.08wt.%的金屬銅原子摻雜分子篩柱撐蒙脫土復(fù)合材料。并對材料進行XRD、SEM、N2 adorption-desorption、 NH3-TPD、FT-IR、UV-vis等測試表征。測試結(jié)果顯示材料具有蒙脫土和ZSM-5分子篩的特征峰,且金屬銅在樣品中分布均勻,具有良好的分散性并成功進入骨架中。3、在異丙苯裂解催化實驗中,制備的摻雜鎳原子復(fù)合材料催化性能良好,在反應(yīng)溫度為300-C、N2氛圍條件下,異丙苯的轉(zhuǎn)化率達到22.6%,對苯的選擇性達到77.1%。4、在苯的羥基化催化實驗中,制備的摻雜銅原子的復(fù)合材料催化性能較好,在65℃水浴條件,反應(yīng)時間為3h條件下,苯的轉(zhuǎn)化率可達到26%左右,對苯酚的選擇性達到87%,是一種效果優(yōu)良的催化劑。
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TB33
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本文編號：1275948