一步合成CoSAPO-5分子筛及其在苯乙烯空气环氧化中的催化研究

本研究通过一步水热转动法原位合成了CoSAPO-5分子筛,通过两步法(先合成SAPO-5后经离子交换或浸渍法负载Co源)制备了Co/SAPO-5催化剂. XRD表征可看出所合成分子筛具有AFI的特征衍射峰,扫描电镜可看出CoSAPO-5分子筛晶体呈六方棱柱型,固体紫外图谱表明钴源存在于CoSAPO-5分子筛中. CoSAPO-5焙烧后显示出良好催化活性,催化苯乙烯空气环氧化产率为72. 2%;而Co/SAPO-5对苯乙烯的催化环氧化产率最高为56. 9%.比较两种制备方法,一步转动法合成CoSAPO-5操作简单,更利于钴源分散在骨架活性位置,所制取催化剂催化烯烃环氧化产率更高,综合表明一步转动法在催化剂制备中有很大的优势.     

含铌硅磷铝双功能分子筛催化剂的合成及结构表征

合成了铁磷铝(FeAPO-5)、铁硅磷铝(FeSAPO-5)和铌铁硅磷铝(NbFeSAPO-5)分子筛催化剂,并采用XRD、红外光谱和固体魔角旋转核磁共振等方法对合成的催化剂进行了结构表征。结果表明:合成的分子筛具有AlPO4-5的骨架结构,并且铁、硅和铌金属杂原子进入了分子筛骨架。以丙酮醛和甲醇作为合成丙酮酸甲酯的原料,考察了NbFeSAPO-5分子筛催化剂的催化氧化及催化酯化性能,结果表明铁元素进入分子筛骨架使催化剂具有良好的催化氧化性能,而硅和铌的引入提高了分子筛的酸性和催化酯化性能,使NbFeSAPO-5分子筛催化剂成为同时具有催化氧化和催化酯化性能的双功能催化剂。     

Ti-M分子筛合成及其性能研究

 以高硅丝光沸石(M分子筛),TiO₂粉和HClO₄为原料,水热晶化法合成Ti-M分子筛.运用FT-IR和UV-vis光谱技术表征合成的Ti-M分子筛样品的物化特性,证明了钛原子进入了M分子筛的骨架位,推测出骨架钛在Ti-M分子筛中的确存在.选择环已酮氨氧化为探针反应,考察了Ti-M对此反应的催化活性,结果表明Ti-M分子筛对环已酮氨氧化具有较好的催化性能.     

固相合成MAPO-5分子筛及其在甲苯催化燃烧中的应用

以二正丙胺磷酸盐(DPA·H₃PO₄)和四乙基溴化铵(TEABr)为双模板剂,采用简单、绿色、高效的固相研磨法合成了多级孔杂原子磷酸铝分子筛CeAPO-5和CoAPO-5;为提升催化性能,增加分子筛中铈离子的含量,制备了一系列不同铈掺杂量的CeAPO-5分子筛,包括CeAPO-5分子筛(w(Ce)=2%)、1.2CeAPO-5分子筛(w(Ce)=2.4%)和2CeAPO-5分子筛(w(Ce)=4%)。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N₂吸脱附测试(BET)、固体紫外可见(UV-Vis)漫反射光谱和X射线光电子能谱(XPS)等手段对所合成分子筛进行表征,同时以甲苯为目标污染物,考察了分子筛催化剂在催化燃烧反应中的催化性能。结果表明,所合成的分子筛都具有典型的AFI结构,结晶度较高,且Ce离子和Co离子被成功引入到分子筛骨架中;CeAPO-5分子筛在甲苯催化燃烧反应中较CoAPO-5分子筛具有更好的催化性能;在将金属Ce的含量从2%提高到4%的过程中,催化剂催化氧化甲苯的活性也有所提高,当反应温度为400 ℃时,2CeAPO-5分子筛的甲苯转化率接近100%;通过对催化剂在360 ℃时催化氧化甲苯的稳定性进行研究发现,2CeAPO-5分子筛在经过30 h的反应后仍保持70%左右的甲苯转化率。     

固相合成MAPO-5分子筛及其在甲苯催化燃烧中的应用

以二正丙胺磷酸盐(DPA·H₃PO₄)和四乙基溴化铵(TEABr)为双模板剂,采用简单、绿色、高效的固相研磨法合成了多级孔杂原子磷酸铝分子筛CeAPO-5和CoAPO-5;为提升催化性能,增加分子筛中铈离子的含量,制备了一系列不同铈掺杂量的CeAPO-5分子筛,包括CeAPO-5分子筛(w(Ce)=2%)、1.2CeAPO-5分子筛(w(Ce)=2.4%)和2CeAPO-5分子筛(w(Ce)=4%)。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N₂吸脱附测试(BET)、固体紫外可见(UV-Vis)漫反射光谱和X射线光电子能谱(XPS)等手段对所合成分子筛进行表征,同时以甲苯为目标污染物,考察了分子筛催化剂在催化燃烧反应中的催化性能。结果表明,所合成的分子筛都具有典型的AFI结构,结晶度较高,且Ce离子和Co离子被成功引入到分子筛骨架中;CeAPO-5分子筛在甲苯催化燃烧反应中较CoAPO-5分子筛具有更好的催化性能;在将金属Ce的含量从2%提高到4%的过程中,催化剂催化氧化甲苯的活性也有所提高,当反应温度为400 ℃时,2CeAPO-5分子筛的甲苯转化率接近100%;通过对催化剂在360 ℃时催化氧化甲苯的稳定性进行研究发现,2CeAPO-5分子筛在经过30 h的反应后仍保持70%左右的甲苯转化率。     

CoAPO-5分子筛的结构表征及其催化氧化特性研究

利用三乙胺(TEA)为有机模板剂,在水热体系中合成了具有不同Co含量的杂原子微孔磷铝分子筛CoAPO-5,并通过XRD、ICP、TG、N2吸附、UV-Vis DRS、H2-TPR和O2-TPO等技术对CoAPO-5分子筛的结构、过渡金属的存在状态以及氧化还原性等进行了表征和揭示.结果表明,所合成的CoAPO-5具有典型的AlPO4-5微孔分子筛结构,n(Co)/n(P)比小于0.1时结晶度较高;分子筛原粉中存在四配位的Co(Ⅱ),经焙烧可部分氧化为催化活化中心Co(Ⅲ),Co(Ⅱ)和Co(Ⅲ)在连续的氧化还原循环过程中可逆,且骨架Co物种的含量对CoAPO-5分子筛的结构及其氧化性能有较大的影响.     

金属改性SAPO-34分子筛结构及其催化乙醇制乙烯性能

为了提高SAPO-34在乙醇制乙烯反应中表现出的催化性能,采用Cr/Ni/Co金属元素通过浸渍沉淀法对SAPO-34型分子筛进行修饰改性,采用BET、NH_3-TPD、XRD、TG和SEM对催化剂进行结构表征。结果表明,制备的Me_xO_y/SAPO-34(Me=Cr,Ni,Co,简称Me/SAPO-34)分子筛,其中渗入的金属原子以氧化物(Me_xO_y)的形态负载于SAPO-34分子筛表面,与SAPO-34相比,Me/SAPO-34具有相同的CHA拓扑骨架结构,掺杂金属氧化物能调控SAPO-34的孔道结构和酸度,表现出高的催化性能和抗积碳能力,相应的催化性能为Cr-Co/SAPO-34〉Cr-Ni/SAPO-34〉SAPO-34。反应温度400℃,重时空速(WHSV)3.5 h~(-1),Cr-Co/SAPO-34能使乙醇单程转化率达到98.3%,乙烯选择性98.1%,随着反应时间的增加,催化剂仍能保持高的催化性能。     

Co-ZSM-5水杨醛苯甲酰腙复合催化剂的制备、表征及其在催化空气环氧化苯乙烯反应中的应用

合成了水杨醛苯甲酰腙(L)席夫碱配体,并通过离子配位的方式将其固载于Co-ZSM-5上,成功制备了CoZSM-5/水杨醛苯甲酰腙(Co-ZSM-5/L)复合催化剂.X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、固体紫外漫反射光谱(UVvis DRS)、比表面分析(BET)等表征发现,酰腙配体成功地与分子筛中交换的Co配位,并且不会影响分子筛的骨架.将该催化剂应用于苯乙烯的空气环氧化反应,表现出优异的催化活性,苯乙烯的转化率由Co-ZSM-5的80.2mol%增至91.7mol%,环氧化合物的选择性由70.6%增加到78.8%.循环回收实验和控制实验证明,该催化剂为典型的多相催化剂,稳定性好,具有一定的应用前景.     

Co-ZSM-5(L)复合催化剂的制备及其催化空气环氧化烯烃的研究

合成4-羟基苯甲醛苯甲酰腙(L1)和4-氯苯甲醛苯甲酰腙(L2)两种席夫碱配体,并通过离子交换和离子配位的方式成功制备了Co-ZSM-5(L)金属分子筛/配合物复合催化剂.采用XRD、IR和1 H NMR等手段对催化剂进行表征,表征结果表明交换到分子筛中的Co离子成功与酰腙配体配位,且分子筛的骨架没有发生变化.烯烃催化环氧化反应以空气为氧化剂,TBHP为引发剂,DMF为溶剂在常压下进行反应.结果表明,Co-ZSM-5(L)复合催化剂对苯乙烯,α-蒎烯和α-甲基苯乙烯均表现出非常优异的催化活性,烯烃的转化率均达到82%以上.     

介孔分子筛Ti—AIMSU—Y后合成法制备及其催化性能

以介孔分子筛AlMSU-Y为载体,钛酸四丁酯、二氯二茂钛、四氯化钛为钛源,采用合成后嫁接法合成了3种Ti-AlMSU-Y介孔分子筛样品．用傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线粉末衍射（XRD）、N2吸附-脱附、固体核磁（MASNMR）、紫外一可见漫反射（UV_vis）和能谱（EDS）进行了表征,并以环己醇氧化反应考察了样品的催化性能．实验结果表明,样品Ti-AlMsU-Y仍保持了基体A1MSu—Y介孔孔道结构,钛原子进入分子筛骨架且以骨架四面体钛的形式存在,同时分子筛中非骨架铝的含量相对减少．在环己醇氧化反应中,骨架四面体Ti和骨架四面体A1存在明显的协同作用,表现出较高的催化活性．3种Ti—AIMSU-Y样品中,以钛酸四丁酯为钛源制得的样品Ti（z）-AIMSU-Y对环己醇的催化活性最好,在80℃反应24h,环己醇转化率为43．1％,环己酮选择性为100％．