【摘要】：二氧化硅分子篩與其他微孔分子篩材料相比,存在比表面較大,孔徑尺寸易調(diào)變及內(nèi)外表面均易修飾等顯著優(yōu)勢,同時在吸附,催化,離子交換等一些方面具有較好的實際應(yīng)用前景。純的,有序二氧化硅分子篩基本不具備氧化,還原及酸性等活性能力,為將其應(yīng)用在催化領(lǐng)域,我們就需要在其結(jié)構(gòu)中加進(jìn)帶有活性的物質(zhì)以及對其內(nèi)外表面進(jìn)行功能化修飾來提高其在催化方面的應(yīng)用性能。此外,對于一些大分子參與的催化反應(yīng),介孔分子篩的孔徑尺寸也是影響催化活性的因素之一。就這些影響因素,本論文主要對以下幾個相關(guān)方面進(jìn)行了研究:(1)使用正己烷作為膠束膨脹劑、NH4NO3作為結(jié)構(gòu)輔助劑,制得了不同孔徑的有序的SBA-15介孔分子篩。將合成的一種含磺酸基的官能化布朗斯特酸性離子液體([PSMim][HSO4])通過浸漬法負(fù)載到不同孔徑的SBA-15上。得到SBA-15負(fù)載離子液體的酸催化劑(1-IL@SBA-15(5nm,8nm,12nm)),通過FT-IR,TG-DSC,N_2物理吸附,XRD和TEM表征其物理化學(xué)性質(zhì)。用苯酚與叔丁醇烷基化反應(yīng)來評價這些合成的含磺酸基離子液體的催化劑材料的催化性能。評估了含磺酸基離子液體的負(fù)載量,空速,反應(yīng)溫度,原料摩爾比,SBA-15的孔徑等變量對苯酚轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)物選擇性的影響。結(jié)果表明,與1-IL@SBA-15(5nm)和1-IL@SBA-15(12nm)相比,1-IL@SBA-15(8nm)在80℃的溫度,醇與苯酚的摩爾比為2:1下顯示出最高的苯酚轉(zhuǎn)化率85.5%。證明了使用相同含量的催化劑的離子液體,與同為載體的SBA-15(5nm,12nm)相比,載體SBA-15(8nm)具有優(yōu)越的催化活性和選擇性。(2)使用1,3,5-三甲苯作為膠束膨脹劑,制得了擁有不同孔徑的MCM-41介孔分子篩。將合成的一種含磺酸基的官能化酸性離子液體([PSMim][HSO4])通過浸漬法負(fù)載到不同孔徑的MCM-41上,得到催化劑(1-IL@MMC-41(2.4nm,3.6nm,4.8nm)),通過FT-IR,TG-DSC,N_2物理吸附,XRD和TEM表征其物理化學(xué)性質(zhì)。研究了反應(yīng)溫度,MCM-41的孔徑大小對苯酚與叔丁醇烷基化反應(yīng)的催化影響。結(jié)果表明,與1-IL@MCM-41(2.4nm)和1-IL@MMCM-41(3.6nm)相比,1-IL@MMC-41(4.8nm)在80℃的溫度下顯示出最高的苯酚轉(zhuǎn)化率78.7%。證明了使用相同含量離子液體的催化劑,與同為載體的MCM-41(2.4nm,3.6nm)相比,載體MCM-41(4.8nm)具有較好的催化活性和選擇性。(3)通過將三甲基氯硅烷作為官能化試劑對SBA-15介孔分子篩表面的羥基鍵合,制備出有機(jī)-無機(jī)復(fù)合介孔基體材料。將從廢全氟磺酸離子交換膜(PFSIEM)中溶解得到的全氟磺酸醇溶液通過浸漬法加載到復(fù)合介孔基體材料,制得Nafion-Me-SBA-15催化劑,并通過FT-IR,N_2物理吸附,XRD和TEM表征其物理化學(xué)性質(zhì)。評估了反應(yīng)溫度和空速,反應(yīng)時間等變量對苯酚與叔丁醇烷基化反應(yīng)的催化影響。結(jié)果表明,隨著催化劑中具有催化性質(zhì)的Nafion含量增加,催化材料始終存在著良好的孔道結(jié)構(gòu)。在溫度為120℃,空速為4h-1苯酚的最大轉(zhuǎn)化率達(dá)到89.3%。此外,用三甲基氯硅烷將甲基接在催化劑載體材料的內(nèi)外表面上,這有利于延遲催化劑的失活。
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【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2466615