mcm-41负载纳米氧化锆催化剂的合成研究

1、mcm-41负载纳米氧化错催化剂的合成硏究、介绍本实验对具有良好定义的孔几何的多孔材料作为催化剂和催化剂载体进行了深入硏究。微孔材料家族中，沸石是最有名的成员，其 特点是小而均匀的孔径分布，这是由于其晶体定义的孔隙系统。沸石 的优异性能吸弓i 了强烈的研究关注，不仅作为酸,同时也作为碱和氧 化还原催化剂。然而，沸石潜在的应用程序时具有严重的缺点。大的 反应物分子，特别是在液相系统中的精细化学品合成的情况下，这是 由于多孔固体的传质限制。至今为止，我们仍专注于提高沸石的孔径 大小，试图提高反应物的催化位点扩散，其晶粒尺寸由微孔晶体内提 供额外的孔系统解决。论其中一个重要的研究路线一直注重孔径扩大

2、 到中孔范围内,允许大分子进入孔隙系统，互动并传授孔隙系统。美 孚石油硏究工作涉及液晶模板合成介孔硅酸盐和硅铝酸盐的使用方 法,称为分子筛m41so在一个非常短的时间内，这些材料的潜在应 用的大量地被使用和开发在领域的催化，分离，和先进的材料。在最 好的硏究组成员m41s介孔分子筛mcm-41 （美孚石油,物质41号组成）具有高度有序的六角形阵列比沸石孔隙很窄的孑b径分布。这 些材料表现出高表面面积大于1000平方米/克，并接近1 ml/g.mcm-41材料合成的沸石,如n2吸附容量大的孔体积,采用自组装模板产生1.5 nm孔径约10纳米，导致限制其表面酸性表面活性 剂辅助。由于液体酸如hf和

3、h2so4的危险性，在目前石化行业普遍 地、很大的努力一直致力于开发更环保的固体超强酸。硫酸化的氧化 诰（sz ）被称为强酸性或超强酸催化剂，并且表现出不同的反应选 择性活动。筍评价这几种方法，强度和酸中心类型（br0nsted和 lewis ）的报告，包括滴定法、光谱、程序升温脱附吸附基地和试验 反应的使用，后者是最合适的，能够确定催化反应条件下的表面特征。这种有用的工具是很重要的，以便监测的表面/温度依赖性的酸特性。温度升高的影响因素直接影响酸中心的强度，这由于水的解吸和随后 的固体催化剂的结晶度框架。隔在目前的工作中，合成的一系列 mcm-41catalysts sz /不同的耐酸性能表

4、征与评价（sz ）的比值， 用浸渍法得到了后，不同的理化技术对催化剂进行了充分的表征。酸 位点变异sz/介孔分子筛mcm-41的性质进行了硏究，使用催化异 丙苯裂解和异丙醇脱水。二、制备mcm-41和错mcm-43.材料水热法通过以下的程序合成mcm-41o mcm-41支持2.5多种 氧化错比，5和7.5的硫酸错载体浸渍法制备。所制备的样品分别 进行扌旨定 l zr-mcm-41 x a )、( zr-mcm-41 b mx zr-mcm-41) (c) o从幄烧硫酸zr-mcm-41 zr-mcm-41处理制备的0.5米的 稀硫酸，隔夜干燥和锻烧在400°c 4小时样品分别记为

5、(szr-mcm-41) ( a )、( szr-mcm-41) ( b )禾口( szr-mcm-41) (c)。三、结构和化学特性囚射线衍射图案使用乂pert pro x射线粉末衍射和cuk < > ( < 入a辐射记录=0.1542 nm ) , ni过滤器和一般区域检测器。衍射 图被记录在2 < 0>系列的0.5-70°与0.02a步长和0.605步的时间。 宙高分辨率tem-jeol 2100f测定样品的孔结构。粉末材料分散在乙 醇溶液中，超声5分钟以确保一个良好的分散液。用透射电镜对碳源 进行了硏究，并在真空炉中干燥438度，用新的表面积分析

6、仪测定了固体样品的表面温度，用以去除固体样品中的乙醇。固体样品脱气300°c 24小时,除去物理吸附水，液态氮是氮吸附分析中使用。通 过测定氮吸附比表面积和待测样品的孔隙体积。使用ft-ir通过珀金内测量128的扫描埃尔默红外光谱揭示表面官能团的化学。样品在373度时首先被干 燥,然后为细粉，以增加样品的均匀性。止匕外,kbr作为背景中的红 外光谱分析。透射光谱在4000-400 cm-1范时间为背景和样品。握tpd实验进行了在一个自动化的美声猫表征 系统配有tcd或tc检测仪检测燃气流中的浓度和吸附量与浓度变 化计算。为了去除水和其他污染物，样品（50毫克，在所有情况下） 进行预处

7、理，在空气和氮气流量（500°c，每一次1小时）前氨吸附。然后将样品冷却至室温,然后进行他/氨的混合物（90 / 10 v / v ）在30毫升/分钟1小时解吸步骤流量进行氮（20毫升/分钟）,以10°c min-发热率lo在达到500°c的样品保持在这个温度下，直到信号到达基准线。闽热重分析模式的固体，tga ,是用来测量和计 算物理吸附水基于材料的总重量的特点以及不同的杂原子的种类。数 据通过一个程序升温干燥的氮气流下ta q-600型仪器采集。拉曼光 谱被记录使用sentera光谱仪在范围45和4500厘米-1。该仪器配 备了激光源（532 nm ）和ccd

8、探测器。在环境条件下的粉末状的 样品进行了分析。四、结果分析异丙醇为固体的表面酸性质的一个合适的探针分子的检测。两平行反应过程中产生的：脱水酸中心丙烯,脱氢氧化还原中心基本或丙 酮。在某些情况下,二异丙醛（死）是由两异丙醇的分子内脱水在酸 碱中心。因此,异丙醇脱水和脱氢的选择性转化产品可用于检查表面 的酸性和氧化还原性（sz /介孔分子筛mcm-41样品c ）。催化活性与异丙醇转化催化剂系列150。反应温度范围在350°co1、之前的sz加载，只有mcm-41材料具有小的催化活性，由于表面酸量不足,通过在300和350°c只有1.5和3%的异丙醇转换确 认，分别。然而，在s

9、zr / mcm-41负载（b ）的转化率分别提高 到 89.50 和 94.06%在 300 和 350°co s2、同时,异丙醇主要转化为丙烯,没有检测丙酮作为副产品观察到少量二异丙瞇。换句话说，异丙醇转化收益仅通过脱水过程,揭示酸性催化剂表面上的优势。值得注意的是，二异丙瞇生产要求存在相邻 两酸碱中心在催化剂表面而形成之前通过分离丙烯酸中心，主要是 lewis酸，丙烯与二异丙醞在催化剂系列证实了这些固体的主要表面 酸性特征明显的形成。3、随着深圳i含量增加至5重量的总转化率和丙烯选择性的百分比和比率，然后随sz含量进步增加。丙醇总转化率和丙烯的选择性遵循相同的趋势,如第4.1.7说明与szr含量为酸度的变化。隠4、当反应温度从150增加到350ooc对丙烯的转化率和选择性是站不住脚的线性关系。五、总结本研究报告涉及沸石催化剂硫酸错的适当控制的表面化学和严 格的表面几何形状