尿素溶液处理制备多级孔道Beta分子筛及其酸催化性能

发布时间：2017-11-12 14:37

  本文关键词：尿素溶液处理制备多级孔道Beta分子筛及其酸催化性能

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【摘要】：分子筛高度有序的晶体结构及组成,决定了其具有离子交换、吸附和酸催化等性质,从而被广泛应用于石油化工和精细化工等领域。Beta分子筛是一类具有高度缺陷,含有十二元环三维孔道的高硅分子筛。由于其孔径小于2 nm,反应分子易受到扩散限制,无法在孔道内催化涉及大分子的反应,从而影响分子筛的催化性能。后处理脱硅法是一类步骤简单、易操作的制备多级孔道分子筛的方法。本论文分别以Si/Al比为12.5的聚集态和小晶粒Beta分子筛为原粉,通过柠檬酸处理调变Si/Al比,然后尿素溶液脱硅制备多级孔道Beta分子筛。在同一柠檬酸溶液处理条件下,聚集态Beta分子筛比小晶粒Beta分子筛更易脱铝。以聚集态Beta分子筛为原粉,考察尿素溶液处理条件(尿素溶液浓度和用量,反应温度和时间)和Si/Al比对多级孔道Beta分子筛结构、组成和酸性质的影响。结果表明尿素溶液处理优先脱除骨架硅,所得多级孔道Beta分子筛的晶体结构保持良好,介孔孔径集中分布在3-30 nm,酸量略有下降。两种形貌的Beta分子筛均可通过尿素溶液脱硅获得多级孔道,因此尿素溶液处理法是一种温和、简便有效的制备多级孔道Beta分子筛的后处理方法。其优点在于多级孔道分子筛无需后续繁琐的铵离子交换,可以直接用于酸催化反应。将微孔及多级孔道Beta分子筛用于诺卜醇合成反应。结果表明,多级孔道Beta分子筛显著提高β-蒎烯的转化率,但诺卜醇的选择性略下降。以液相离子交换法在多级孔道分子筛内引入Zn2+,对其晶体结构和孔道结构影响不大,但明显提高了分子筛的L酸量,因此明显提高了多级孔道Beta分子筛对诺卜醇的选择性。优化Zn2+改性多级孔道Beta分子筛的反应条件,发现在多聚甲醛和β-蒎烯的摩尔比=3,1.40 mL甲苯溶剂,催化剂用量为反应物总质量的10%,70℃反应5h的条件下,β-蒎烯的转化率为43%,诺卜醇的选择性达到66%。将微孔及多级孔道Beta分子筛用于苯甲醚和乙酸酐的乙酰化这一中强B酸催化的反应,发现多级孔道Beta分子筛可提高苯甲醚的初始转化率,但在改善催化稳定性方面,无明显优势。说明在该反应中催化剂失活的主要原因不在于其孔道结构,而与较大的产物分子在催化剂表面的强吸附有关。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36

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本文编号：1176333