MCM-48系列分子筛的制备及其催化性能研究

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介孔分子筛M41S系列中,MCM-48介孔分子筛以其较大的比表面积、均一的孔径分布和独特的双螺旋三维孔道结构等优势引起化学工作者的极大关注。但是MCM-48介孔分子筛较差的水热稳定性和弱酸性使得它在涉及到水蒸气环境的反应和石油化工应用等方面受到了限制。沸石分子筛具有较强的酸性、较高的热稳定性和水热稳定性,但是狭窄的孔径分布限制了其实际应用范围。针对这些问题,在本论文中主要进行了如下研究工作:  1在合成MCM-48的凝胶前驱体溶液中,添加偏高岭土,水热晶化法合成了介孔分子筛MCM-48。合成的样品具有良好的热稳定性和水热稳定性。同时偏高岭土中Al的引入增加了分子筛的酸量。在苯酚烷基化反应中,相比较纯的MCM-48,苯酚转化率提高。  2以偏高岭土为硅源,添加导向剂合成了Y型微孔分子筛,然后将其添加到MCM-48的凝胶前驱体中水热合成了Y/MCM-48复合分子筛。合成的复合分子筛酸性较强,主要是因为Y分子筛具有强酸位。  3分别将β、ZSM-5沸石分子筛颗粒分散在碱溶液中,加入到MCM-48合成体系中,自组装合成了ZSM-5/MCM-48和β/MCM-48复合分子筛。合成的样品均具有较高的热稳定性和较强的酸性,在苯酚烷基化反应中表现出良好的催化性能。  4分别考察了不同催化剂在苯酚烷基化反应中的催化性能以及其对苯酚转化率和产物选择性的影响。同时还考察了苯酚转化率和产物选择性随反应温度和反应时间的变化。结果发现,不同的分子筛由于不同强度的酸中心和孔道结构,表现出的催化活性不同。复合分子筛比单一的分子筛具有更高的催化性能。以不同的分子筛作为催化剂催化苯酚与叔丁醇烷基化反应时,发现反应温度的影响是类似的。苯酚的转化率随温度的升高而发生变化,一般在140℃达到最大。另外还发现温度对产物的选择性也有影响。低温有利于邻叔丁基苯酚的生成,高温有利于对叔丁基苯酚的生成,2,4-二叔丁基苯酚的选择性随反应温度的升高而呈现降低趋势。
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