银基多级孔道4A分子筛复合催化剂的构筑及其催化苯乙烯反应性能研究

发布时间：2020-07-17 22:44

【摘要】：多级孔道分子筛作为一种集合微孔分子筛、介孔分子筛和大孔分子筛优势的新型纳米材料,克服了传统微孔分子筛孔道狭窄不利于大分子物质传输和扩散,介孔分子筛和大孔分子筛热稳定性差的劣势,使得多级孔道分子筛的潜在应用价值大大提高,进而引起了众多科研工作者的关注和研究。本文采用化学络合、静电纺丝、水热合成、高温热处理和超临界负载手段相结合的新颖地制备手段,探索了多级孔道4A分子筛(P-4A分子筛)和银基多级孔道4A分子筛(Ag/P-4A分子筛)的制备过程和催化性能。具体的研究内容如下:1、利用一步水热法制备Ag/4A分子筛,经过液溴(Br_2)浸渍处理和硫代硫酸按(Na_2S_2O_3)络合过程制备P-4A分子筛复合纳米材料。对其进行FESEM、TEM、UV-vis和XRD表征,表征所有样品的结构及形貌特征。2、通过静电纺丝技术制备硬模板剂碳纳米纤维(CNFs),CNFs经过处理后添加到硅铝溶胶中并进行水热过程,制备掺杂CNFs的4A分子筛(C-4A分子筛),通过空气氛围高温焙烧过程制备了P-4A分子筛复合纳米材料,利用超临界负载技术制备了Ag/P-4A分子筛复合催化剂,并对其催化活性的探索。通过FESEM、TEM、TG、BET(BJH)、XRD、XPS和UV-vis等一系列表征手段,对其进行了形貌特征,状态特征和属性特征的表征分析;催化实验证明,乙腈为反应溶剂,TBHP为氧源时,在82~oC下苯乙烯反应12 h的转化率为90.14%,环氧苯乙烷的选择性为86.31%。3、根据第二部分的研究内容,通过改变静电纺丝条件,制备Ag/CNFs作为本次实验探索的硬模板剂,仅仅通过水热合成和高温热处理过程,制备了Ag/P-4A分子筛复合催化剂,并进行了催化性能考察。利用FESEM、TEM、TG、UV-vis、XRD、XPS和BET(BJH)等表征手段对样品进行了表征分析,分析Ag/P-4A分子筛复合催化剂的形貌特征和结构特征;当反应溶剂为乙腈,氧源为TBHP时,82 ~oC下苯乙烯反应12h的转化率可达到93.20%,环氧苯乙烷的选择性为87.35%,且与之前文献报道相比,具有更高的催化性能。
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O643.36
【图文】：

原理图,分子筛,蒸汽法,原理

3图 1-2 蒸汽法处理制备多孔分子筛的原理Figure 1-2 The principle of preparing porous zeolite by steam treatment处理法制备多级孔道的碱处理法制备多级孔道分子筛的步骤为：将分子筛浸渍在碱溶液中，液浓度或者延长分子筛与碱溶液的接触时间，达到溶解分子筛晶体中无浸出分子筛框架结构上硅物质的目的，提升分子筛的孔隙率和外比表分层次孔道结构的分子筛[38-40]。来，通过碱处理法已成功制备多级孔道分子筛的研究为：Ogure 等人通aOH 溶液浸渍 ZSM-5 分子筛，使得分子筛粒子部分溶解，成功制备了构的分子筛，另外，他们将此手段应用在了处理 USY 分子筛中，并且多级孔道 USY 分子筛[41]。

激光法,材料,分子筛

根据文献最新报道，出现了新的碱处理法制备多级孔道分子筛的方案。lst 等人，利用弱碱性的 NH3(aq)作为修饰试剂，将商业上应用的微孔 USY 沸石成转化成为多级孔道 USY 沸石[42, 43]。d、其它方法随着科学技术发展的需要，多级孔道分子筛的制备手段越来越多。近几年，通过报道了许多新颖的多级孔道制备方案。例如，Zhang 等人成功的应用 H2O2和微术相结合的手段，成功的合成了多级孔道 Beta、ZSM-5、丝光沸石和 Y 型沸石其主要原理为：进入分子筛晶体的 H2O2分子在微波处理下，会以气体的形式从内部释放到空气中，从而在分子筛晶体中形成了第二层次的孔道结构[44]；Hao人应用 H2O2微波条件下微爆手段结合 NH3(aq)处理过程成功制备了多级孔道M-68 分子筛[45]； Yuan 等人利用激光选择煅烧法制备了多级孔材料（如图 1-3 所，其原理为：利用激光技术将材料中无定型结构选择性去除，到达制备多级孔道的[46]。

示意图,苯乙烯环氧化,催化剂,环氧苯乙烷

图 1-6 Co/CNFs 催化苯乙烯环氧化反应示意图Figure 1-6 The epoxidation of styrene on the Co nanoparticles within the CNTs3 银基催化剂在苯乙烯环氧化反应中的应用

【参考文献】