基于离子液体微介孔材料的制备及其性能研究
[Abstract]:Mesoporous materials are porous materials with pore sizes ranging from 2 nm to 50 nm. They have regular mesoporous channels, high specific surface area, large pore volume and adjustable composition. They can provide ideal reaction sites for catalytic reactions such as alkylation and isomerization of larger molecules. However, mesoporous channels in materials are composed of amorphous pore walls. The hydrothermal stability of microporous materials is high, but their small pore size limits the reaction of macromolecule into the material and reduces the catalytic activity. Comparatively speaking, microporous materials have microporous and mesoporous double. The pore distribution of the model has the advantages of large pore size, high specific surface area, acidic sites and high stability of mesoporous materials, so it has a broad application prospect in the field of adsorption separation and catalysis. PXE is an excellent solvent for pressure sensitive carbon paper developer, which is mainly obtained by alkylation of o-xylene and styrene. In this paper, mesoporous silica-zirconium materials were prepared by one-step hydrothermal method using ionic liquids and surfactants as double templates, tetraethyl orthosilicate (TEOS) as silicon source and zirconium nitrate pentahydrate as zirconium source. The acidic catalysts were prepared by acidizing the prepared silica-zirconium materials, and the alkylation reaction of o-xylene and styrene to synthesize PXE was investigated as probe reaction. Catalytic activity of the catalyst. The mesoporous structure was prepared by hydrothermal method using ionic liquid tri-n-butylamine acetate (CH_3CH_2CH_2CH_2) _3NH + Ac - as microporous template, polyethylene oxide-polypropylene oxide-polyethylene oxide triblock copolymer (P123) as mesoporous template, TEOS as silicon source, Zr (N03) 4.5H20 as zirconium source. The effects of ionic liquids (X) and pH (Y) on the structure of NTA-X-Y were investigated. The results show that NTA-X-Y has a dual pore structure of micropore and mesoporous, and the pore sizes are 4.0 nm and 7.3 nm, respectively. The two pore sizes are formed by ionic liquid micelles and P23 micelles. In alkylation reaction, the catalyst NTA-30-2-SO42-obtained by acidifying the prepared materials has better catalytic performance, and the yield of PXE is more than 80%, which may be related to the microporous structure of NTA-30-2. Microporous silicon-zirconium materials were prepared by one-step hydrothermal method using proton-type ionic liquid tri-n-butylamine acetate (CH_3CH_2CH_2) _3NH+Ac-as microporous template, P123 as mesoporous template, TEOS as silicon source, Zr (NO_3) _4.5H20 as zirconium source. The effects of Si/Zr and calcination temperature on the structure of the materials were investigated. When the ratio of SZ-10 to Zr is 10, the prepared microporous material SZ-10 can not only keep the ordered pore structure, but also have a large specific surface area. The specific surface area of SZ-10 is 613 cm 2.1 g-1. The prepared microporous material SZ-10 still has regular pore structure and enhanced acidity after calcination at 700 C. With high catalytic activity, the yield of PXE can reach 87.8%. This may be due to the unique micro-mesoporous structure of the materials. Radial porous silicon materials were prepared by one-step hydrothermal method using CTAB and proton ionic liquids as mixed templates and TEOS as silicon source. The results show that the pore size decreases and the ordering decreases with the increase of the amount of proton ionic liquids. In the alkylation reaction, the HPW / PIL-X and SBA-15 supported catalysts prepared by HPW supported on the radioactive silicon PIL-X were prepared. In summary, the mesoporous silica-zirconium materials prepared by proton ionic liquids and surfactants as double templates have higher specific surface area, larger pore volume and unique pore structure. These advantages make the mesoporous silica materials can be used as catalyst support. It is used in alkylation reaction.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB383.4;O643.36
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,本文编号:2217153
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