多級介微孔分子篩復合材料結(jié)合了介孔分子篩的孔道擴散優(yōu)勢與微孔分子篩的高水熱穩(wěn)定性和強酸性的優(yōu)勢,使得這種材料既具有傳統(tǒng)分子篩的較高的反應活性、穩(wěn)定性,同時又能夠克服有機大分子的擴散限制,有效防止催化劑的積炭失活等問題。因此,合成同時具有介孔、微孔的多級分子篩材料成為近年來的研究熱點。本文以兩種不同的長鏈季銨鹽十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和[C_(18)H_(37)N~+(CH_3)_2-C_6H_(12)-N(CH_3)_2]Br~?(C_(18)N)為有機結(jié)構(gòu)導向劑(OSDA),以十八水合硫酸鋁為鋁源[Al_2(SO_4)_3·18H_2O]、原硅酸四乙酯為硅源(TEOS),反應混合凝膠液組成為6 OSDA:50 SiO_2:20 NaOH:6350 H_2O:x Al_2(SO_4)_3,成功采用一鍋法合成了多級介微孔硅鋁MFI型分子篩復合材料。對合成的樣品分別采用粉末X-射線衍射(PXRD)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、固體核磁(Solid NMR)、氮氣物理吸附、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、場發(fā)射透射電子顯微鏡(TEM)等手段進行表征,證實了結(jié)構(gòu)中確實同時存在介孔和微孔,且介孔尺寸隨反應條件的變化可調(diào)。結(jié)果表明,當以CTAB為有機結(jié)構(gòu)導向劑合成不同硅鋁比的多級介微孔分子篩復合材料時,100℃下反應3天可得到具有MCM-41結(jié)構(gòu)的二維有序介孔材料。100℃條件下反應3天繼而160℃條件下反應6-8天,可得到同時含有MCM-41型的二維有序介孔及晶化的MFI微孔結(jié)構(gòu)的多級分子篩。采用較大分子結(jié)構(gòu)的苯甲醛與2-羥基苯乙酮反應生成黃烷酮和2-羥基查爾酮作為評價反應,測試了不同條件下合成的MFI型介微孔分子篩復合材料的催化性能。這種介微孔復合分子篩材料的催化反應2-羥基苯乙酮的轉(zhuǎn)化率最高可達到73%。以C_(18)N為有機結(jié)構(gòu)導向劑合成的多級介微孔分子篩復合材料時,在160℃下反應4天可得到具有三維蟲蛀型結(jié)構(gòu)的介孔材料。在160℃下反應12天,可得到既含有三維蟲蛀型介孔結(jié)構(gòu)同時含有MFI微孔結(jié)構(gòu)的多級分子篩復合材料,其對上述反應的催化反應2-羥基苯乙酮的轉(zhuǎn)化率最高可達89.8%,為這一反應的新紀錄。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O643.36
【部分圖文】：

第 1 章 文獻綜述介機多孔硅鋁分子篩材料具有較大的比表面積、吸附容量、孔徑分布調(diào)、骨架結(jié)構(gòu)多樣等特點，被普遍作為催化劑、吸附劑和離子交換應用于石油化學工業(yè)。根據(jù)國際純粹與應用化學聯(lián)合會（Inteof Pure andApplied Chemistry, IUPAC）的定義，按照孔徑大小將多類：孔徑小于 2 nm 的多孔材料為微孔材料（Microporous Materi篩為最典型的微孔材料；孔徑在 2 nm 到 50 nm 之間的多孔材料為孔材料（Mesoporous Materials），介孔材料可分為有序的介孔材料材料兩種；孔徑大于 50 nm 的多孔材料為大孔材料（Macals），硅膠和活性炭為典型的大孔材料。常見多孔材料孔徑分布見

酸性比微孔沸石分子篩差[2]。多級介-微孔復合分子大分子反應催化效果明顯，成為一種理想的多孔催化到介孔級別且孔道結(jié)構(gòu)集中，同時其強酸型的孔壁晶催化及水熱穩(wěn)定優(yōu)勢，多級介-微孔分子篩復合材料究[10-12]。子篩的研究進展子篩的簡介分子篩是一種結(jié)晶的硅鋁酸金屬鹽，其主要框架是鋁氧四面體（AlO4）為基本單元組合形成，寫作（TO4子相連接形成具有均一孔徑結(jié)構(gòu)的立體空間網(wǎng)狀結(jié)），如圖 1-2 所示。

第 1 章 文獻綜述微孔沸石分子篩晶格結(jié)構(gòu)中的活性中心，其空間不重疊，電性不會被陽離子的正電中心所中和。因此，微孔沸石分子篩具有較大的靜電力，強極性分子容易被其捕獲，同時靜電場作用可使被吸附分子極化而被吸附。微孔沸石分子篩中具有很多大小均一、相互連通的孔道，其外表面和外界相接，只有當分子或者離子的尺寸小于沸石孔徑時才能進入孔道內(nèi)部，因此微孔沸石分子篩表現(xiàn)出良好的擇形特征。微孔沸石分子篩具有強大的靜電力及色散力，使得微孔沸石分子篩能夠?qū)Ψ菢O性分子也表現(xiàn)出良好的吸附能力[15, 16]。國際沸石分子篩協(xié)會（InternationalZeoliteAssociation IZA）根據(jù)微孔沸石分子篩的空間拓撲結(jié)構(gòu)對其進行分類，根據(jù)分子篩的拓撲結(jié)構(gòu)進行命名。命名方式為三個字母組合的形式。例如：MFI 為最常見的 ZSM-5 或其全硅形式，LTA 表示 A 型微孔沸石分子篩，F(xiàn)AU 指八面沸石及 Y 型和 X 型分子篩。目前已經(jīng)命名的沸石分子篩共有 200 多種，其中 20 多已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化應用[15, 16]。

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本文編號：2828832