核—壳型TS-1分子筛的可控合成及TS-1分子筛的改性

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多种多样的材料对于人类社会的生产和进步起着无可争议的巨大作用,像医用材料、超导材料、孔材料、能源转化及储存材料等都有着广泛的用途,其中孔材料就是一种非常重要的材料。通常我们所谓的孔材料包括微孔,介孔和大孔等材料,但是单纯的微孔或者介孔、大孔等材料已经很难符合生产的需要,那么制备多级孔分子筛材料和复合孔材料成为必然的趋势之一,因为这些材料在结构上有很大的优势:它存在微孔、介孔或者大孔结构中的两种或者多种的复合,不同尺寸的孔道弥补了单纯尺寸孔道的限制和不足。比如微孔-介孔复合材料因为有介孔的引入,使得材料的BET明显增大,也减弱了微孔分子筛在催化反应中孔道大小对其限制和影响,这就使得这些复合材料在催化某些大分子的反应得以成为可能。核-壳结构型分子筛就是这样一类复合材料,在这种材料中,各种不同的孔道之间相对独立,但功能上相互联系,这使得该材料表现出更好的物理或者化学性能。TS-1分子筛就是具有MFI拓扑学结构的微孔分子筛,TS-1因为具有良好的催化氧化能力,较强的选择催化性,而且这些催化反应的反应条件温和,生成的产物绿色环保等特点被广泛应用于工业生产中。因此,制备或者生产一种具有较好的催化性能的TS-1分子筛,具有较为可观的经济价值。本文第一章绪论介绍TS-1分子筛的发展以及催化反应,核壳结构的定义,发展,分类以及合成方法和应用的前景;多相催化的定义和发展,以及TS-1的改性和本文选题的意义等。第二章尝试以TS-1分子筛为核,以CTAB为模板剂的介孔SiO2为壳,合成具有核壳结构复合分子筛TS-1@m SiO2。分别通过调节溶剂,反应时间,CTAB的量,TEOS的量来探究对于合成TS-1@mSiO2分子筛的影响,并成功通过调节TEOS的量使其外层介孔SiO2壳的厚度变为可控,并用该材料进行了苯酚羟基化的催化反应的测试,反应结果显示TS-1@mSiO2分子筛对苯酚的转化率相对于TS-1分子筛来说有了相对的提高,但是也使得副产物苯醌的选择性大幅度提高。第三章将TS-1分子筛外层包裹上酚醛树脂后再包裹上介孔SiO2,通过煅烧将酚醛树脂层去除,在TS-1分子筛和介孔二氧化硅之间会产生空隙,并且该空隙的宽度可以通过调节酚醛树脂的厚度来达到可控,这样便成功形成了TS-1分子筛和介孔SiO2存在一层中空结构的新的类似于蛋黄状的核壳结构Y-TS-1@mSiO2,将该材料进行了苯酚羟基化反应测试,测试结果表明Y-TS-1@mSiO2分子筛的催化效率要优于第二章合成的TS-1@mSiO2分子筛以及TS-1分子筛。第四章将纳米TS-1分子筛与十六烷基三甲氧基硅烷在甲苯中回流8h,成功的得到了具有疏水性能F-TS-1分子筛,并且做了稳定性测试,F-TS-1能够在苯乙烯与水的交界面形成Piecking乳液,并能够长时间的稳定存在,用改性后的F-TS-1分子筛进行了催化反应测试。
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