论文部分内容阅读
本文利用SBA-15介孔分子筛比表面积大、孔道规整、孔径可调的优势,选用SBA-15为载体,并进行杂原子改性,以金属氧化物为活性组分,制备负载型催化剂。常压下催化氧化正己醇一步合成正己醛,对催化剂的性能进行考察。通过现代技术手段(XRD、FT-IR、BET、SEM、NH3-TPD、UV-vis)对催化剂进行表征,全面了解催化剂的表面性质和微观结构,给其宏观反应效果以对应的解释。在使用最佳催化剂的同时对正己醇催化氧化一步合成正己醛的工艺条件进行优化,筛选出最佳催化剂投加量、反应温度和反应时间,对催化剂的稳定性进行了研究。采用直接水热合成法制备A1、Co改性的SBA-15介孔分子筛材料,使用各种表征手段对其进行微观分析,对杂原子的掺杂量和水热制备条件进行考察。结果表明:杂原子的掺杂量、盐酸浓度、晶化温度和焙烧温度对介孔分子筛的形貌、孔结构和酸性有很大影响,进而影响催化性能。研究发现,Si:Co=15、盐酸溶液pH=1.5、晶化温度为120℃、焙烧温度为550℃时催化剂性能最好,此时正己醇的转化率达到36.7%,正己醛的选择性和收率分别为为27.1%和9.9%。采用等体积浸渍法,以单金属氧化物为活性组分制备负载型催化剂。对所制得的催化剂进行表征,并考察其催化性能,筛选出活性较好的单组份催化剂。研究发现,Cr/Co-SBA-15催化剂的转化率较高,而Y/Co-SBA-15催化剂的选择性较高。因而以Cr203为活性组分,以Y203为助催化剂,对Co-SBA-15进行双金属负载,使用表征手段检测Y203的负载对Cr/Co-SBA-15孔道结构、表面性质和催化性能的影响。结果表明:金属氧化物的种类和负载量对催化剂的影响很大。Y2O3作为助催化剂进行双金属负载后,少量Y203的负载可以有效提高正己醛的选择性。当Y203的负载量为1%时,4Cr/1Y/Co-SBA-15催化剂对正己醇催化氧化的性能最好,与4Cr/Co-SBA-15催化剂相比,在相同的反应条件下,正己醇的转化率从43.7%提高到58.9%,正己醛的选择性从20.9%提高到42.3%。以4Cr/1Y/Co-SBA-15为催化剂,对正己醇催化氧化的工艺条件进行优化,考察催化剂的最佳投加量、反应温度和反应时间。结果显示:正己醇用量为15mL,催化剂投加量0.4g,反应温度130℃,反应时间4h时,催化剂活性最好,此时正己醇转化率为62.8%,正己醛的选择性和收率分别为51.1%和32.1%。催化剂重复使用3次后,催化活性稍有下降。对其动力学研究表明,4Cr/1Y/Co-SBA-15催化剂参与的正己醇氧化合成正己醛体系与催化脱氢反应相比,活化能大大降低。