本文關(guān)鍵詞：鋯修飾magadiite基異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備及其苯甲�；阅苎芯�

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【摘要】：純硅基層狀硅酸鹽magadiite具有較高的離子交換能力、優(yōu)異的抗酸性和水熱穩(wěn)定性,是制備粘土基異質(zhì)結(jié)構(gòu)的理想主體。然而,粘土基異質(zhì)結(jié)構(gòu)的中性SiO2骨架幾乎沒(méi)有酸性位,極大限制了其在吸附分離和酸催化領(lǐng)域的應(yīng)用。本文采用SiO2骨架摻雜過(guò)渡金屬鋯和固載SO42--ZrO2兩種方法分別對(duì)magadiite基異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行酸性調(diào)控,系統(tǒng)研究了苯甲酰化反應(yīng)性能,深入探討了催化劑結(jié)構(gòu)與性能的本質(zhì)關(guān)聯(lián)。論文的主要結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)如下：(1)以自制magadiite為主體,采用共表面活性劑導(dǎo)向二維層間TEOS和正丙醇鋯(Zr(OPr")4)原位水解縮聚法制得系列新型Zr摻雜多孔magadiite異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化劑Si/Zr-xMag(x為Si/Zr摩爾比,x=80、40、20、10和5)。HRTEM和29Si MAS NMR結(jié)果表明,鋯在層間介孔SiO2骨架中均勻摻雜,并與magadiite層板有機(jī)結(jié)合,使Si/Zr-xMag材料兼具大的表面積(最高603.3 m2/g)和高的熱穩(wěn)定性(至少600℃)。Zr摻雜量最高的樣品Si/Zr-5Mag層板發(fā)生剝離,而其他樣品則保持獨(dú)特的超大微孔-介孔層狀結(jié)構(gòu),基于Si-O(H)-Zr連接顯示新生成的Brensted酸位和明顯增加的Lewis酸性。(2)系列Si/Zr-xMag催化劑催化苯甲醚與苯甲酰氯苯甲酰化反應(yīng)(140℃)結(jié)果表明,Si/Zr-10Mag具有最高的苯甲�；钚�,主產(chǎn)物p-MBP的產(chǎn)率高達(dá)94.1%,歸因于Si/Zr-10Mag最多的表面Bransted酸位與良好保持的超大微-介孔結(jié)構(gòu)問(wèn)的強(qiáng)協(xié)同效應(yīng)。催化劑經(jīng)離心分離洗滌干燥循環(huán)5次,p-MBP產(chǎn)率僅降低7.6%,表明二維層間模板法制備的鋯摻雜多孔magadiite異質(zhì)結(jié)構(gòu)Si/Zr-xMag是穩(wěn)定高效的固體酸催化劑。(3)以十六烷基三甲基銨-magadiite有機(jī)粘土(CTA-Mag)為基體,以Zr(OPrn)4為鋯源,采用溶膠凝膠固載及硫酸浸漬兩步法制得系列固載SO42--ZrO2的magadiite剝層異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化劑xSZ-Mag (x為ZrO2/ CTA-Mag質(zhì)量比,x=0.5、1、2和4)。表征結(jié)果表明,0.5SZ-Mag(ZrO2固載量最低)中Zr02納米粒高分散于magadiite剝離層表面。隨著Zr02固載量的增加(x=1、2和4),四方晶相ZrO2晶粒尺寸由6.7nm增為9.2 nm。xSZ-Mag表面酸量隨著ZrO2固載量增加(x=0.5、1和2)由0.573 mmol/g升到0.645 mmol/g。(4)在較低反應(yīng)溫度(80℃)下,1SZ-Mag表現(xiàn)出最高的苯甲醚與苯甲酰氯苯甲酰化反應(yīng)活性,p-MBP產(chǎn)率為84.2%,歸因?yàn)?SZ-Mag較好分散的硫酸化ZrO2納米粒及較高的表面Br(?)nsted酸性位。
【關(guān)鍵詞】：magadiite 異質(zhì)結(jié)構(gòu) 二維層間原位水解縮聚法 溶膠凝膠法 SO_4~(2-)-ZrO_2 剝層 苯甲�；�
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O621.251
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-29
• 1.1 層狀硅酸鹽magadiite的概述15-19
• 1.1.1 層狀硅酸鹽magadiite的結(jié)構(gòu)15-16
• 1.1.2 層狀硅酸鹽magadiite的應(yīng)用16-19
• 1.1.2.1 有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料17
• 1.1.2.2 magadiite負(fù)載納米粒子17-18
• 1.1.2.3 柱撐magadiite材料18-19
• 1.1.2.4 剝層magadiite材料19
• 1.2 粘土基異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料概述19-25
• 1.2.1 多孔粘土異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料研究進(jìn)展20-22
• 1.2.1.1 多孔粘土異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的合成方法20-21
• 1.2.1.2 多孔粘土異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用21-22
• 1.2.2 剝層粘土異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的研究進(jìn)展22-25
• 1.2.2.1 剝層粘土異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的合成方法22-23
• 1.2.2.2 剝層粘土異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用23-25
• 1.3 Friedel-Crafts苯甲�；难芯窟M(jìn)展25-26
• 1.3.1 沸石分子篩25
• 1.3.2 固體超強(qiáng)酸25-26
• 1.3.3 粘土基復(fù)合物26
• 1.4 論文的目的、意義以及研究思路和主要內(nèi)容26-29
• 1.4.1 論文的提出、目的和意義26-27
• 1.4.2 論文的研究思路和主要內(nèi)容27-29
• 第二章 鋯摻雜多孔magadiite異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備及其苯甲�；阅�29-51
• 2.1 引言29-30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分30-34
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及藥品30
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟30-32
• 2.2.2.1 magadiite(Mag)的合成30-31
• 2.2.2.2 有機(jī)粘土CTA-magadiite(CTA-Mag)的合成31
• 2.2.2.3 鋯摻雜多孔magadiite異質(zhì)結(jié)構(gòu)(Si/Zr-xMag)的合成31-32
• 2.2.3 表征方法與儀器32-33
• 2.2.4 苯甲�；阅茉u(píng)價(jià)33-34
• 2.3 結(jié)果與討論34-48
• 2.3.1 催化劑表征34-43
• 2.3.1.1 Si/Zr-xMag的晶體結(jié)構(gòu)與織構(gòu)性質(zhì)34-38
• 2.3.1.2 Si/Zr-xMag的形貌組成38-40
• 2.3.1.3 Si/Zr-xMag的表面酸性40-43
• 2.3.2 苯甲�；阅�43-48
• 2.3.2.1 反應(yīng)條件的優(yōu)化43-44
• 2.3.2.2 苯甲�；钚�44-46
• 2.3.2.3 活性位本質(zhì)46-47
• 2.3.2.4 循環(huán)利用性能47-48
• 2.4 小結(jié)48-51
• 第三章 剝層magadiite異質(zhì)結(jié)構(gòu)固載SO_4~(2-)-ZrO_2催化劑的制備及其苯甲酰化性能51-67
• 3.1 引言51-52
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分52-54
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及藥品52
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟52-53
• 3.2.2.1 有機(jī)粘土CTA-magadiite(CTA-Mag)的合成52-53
• 3.2.2.2 ZrO_2-CTA-magadiite(Z-CTA-Mag)的合成53
• 3.2.2.3 magadiite剝層異質(zhì)結(jié)構(gòu)固載SO_4~(2-)-ZrO_2催化劑(xSZ-Mag)的合成53
• 3.2.3 表征方法和儀器53
• 3.2.4 苯甲�；阅茉u(píng)價(jià)53-54
• 3.3 結(jié)果與討論54-66
• 3.3.1 xSZ-Mag的晶體結(jié)構(gòu)與織構(gòu)性質(zhì)54-58
• 3.3.1.1 xSZ-Mag的XRD和FT-IR分析54-56
• 3.3.1.2 xSZ-Mag的孔結(jié)構(gòu)和比表面分析56-58
• 3.3.2 xSZ-Mag的形貌和化學(xué)組成58-61
• 3.3.2.1 xSZ-Mag的形貌分析58-60
• 3.3.2.2 xSZ-Mag的熱重分析60-61
• 3.3.3 xSZ-Mag的表面酸性61-62
• 3.3.4 苯甲酰化性能62-66
• 3.3.4.1 反應(yīng)時(shí)間對(duì)苯甲�；钚缘挠绊�62-63
• 3.3.4.2 催化劑用量對(duì)苯甲�；钚缘挠绊�63-64
• 3.3.4.3 ZrO_2固載量對(duì)苯甲�；钚缘挠绊�64-66
• 3.4 小結(jié)66-67
• 第四章 結(jié)論67-69
• 創(chuàng)新點(diǎn)及展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-79
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79-81
• 致謝81-83
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介83-84
• 北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會(huì)決議書84-85

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1 蔡釗;鄺允;羅亮;王利人;孫曉明;;Au-Ni異質(zhì)結(jié)納米晶的尺寸調(diào)控[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2013年09期

2 張振飛;劉海瑞;張華;劉旭光;賈虎生;許并社;;ZnO/Ag球形異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料的制備及其吸光性能研究[J];人工晶體學(xué)報(bào);2013年12期

3 錢學(xué)e，

本文編號(hào)：1043815