高分散金属分子筛的制备及其加氢催化性能研究
发布时间：2021-02-15 04:57
苯甲醇是一种重要的化学中间体,可以用于制取苄基酯或者醚,苯甲醇和其衍生物在日常生产生活中有着广泛的应用。目前制取苯甲醇的方式有包括氧化法、还原法等等,其中用苯甲醛加氢是一种清洁环保、节约能源的制备方法。用于催化苯甲醛加氢的金属有Pd、Pt、Cu等,贵金属的选择性好,而过渡金属价格相对低廉。MCM-41是一种介孔分子筛,具有六方结构,孔道尺寸均一,比表面积大,可以达到1000 m2/g以上,其孔径尺寸具有良好的可调控性。由于其孔壁是无定型Si02包覆而成,导致稳定性和水热稳定性较差。硅氧骨架缺少酸性位,活性低,无法对各种反应起到很好的催化作用。引入金属杂原子可以有效地解决这一问题。金属杂原子的引入多少、金属的存在状态、引入的方法、杂原子的种类,直接决定了分子筛的种种特性,比如吸附性能和催化活性。基于此,引入金属杂原子对于提高分子筛催化活性、拓展应用领域具有极其重要的意义。研究发现,在合成过程中,将两种或者多种金属杂原子同时引入到分子筛中,较引入单一金属杂原子的分子筛具有更好的催化活性。本论文以MCM-41为载体,通过晶格定位法,将金属Pd、Ni引入到介孔分子筛中,制备了金属高度分散的介孔...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２ＭＣＭ－４１的高分辨投射电镜图（左：沿孔道切面方向，右：面向孔道方向）??Ｆｉｇ．?１－２?ＨＲ－ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ＭＣＭ－４１?（ｌｅｆｔ：?ａｌｏｎｇ?ｔｈｅ?ｃｈａｎｎｅｌ，?ｒｉｇｈｔ：?ｆａｃｅ?ｔｈｅ?ｃｈａｎｎｅｌ）??
Ｆｉｇ．３－４?Ｌｏｗ－ａｎｇｌｅ?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ?ｔｉｍｅ：??ｌ．ｌｄ，?２．２ｄ，?３．４ｄ??由图３－４可以看出，样品的ＸＲＤ图差别较大，说明晶化时间对结构规整度影响??较大。晶化Ｉｄ时，样品在２．２°处出现了较弱的衍射峰，３．８°和４．３°处的衍射峰强??度很弱，说明此时样品己经具备了?ＭＣＭ－４１的六方相结构，但规整度较差；当晶化时??间为２ｄ时，样品的３个特征衍射峰均有所增强，峰型尖锐，说明晶化２ｄ时，样品??的规整度较好；晶化４?ｄ时，样品在２．２°处的衍射峰峰宽很大，而在３．８°和４．３°处??的特征峰完全消失，说明样品不具备ＭＣＭ－４１的六方相结构。原因可能是纯硅??ＭＣＭ－４１的无定型硅骨架水热稳定性较差，在１１０?°Ｃ的水热环境下长时间水热处理，??骨架坍塌导致的。因此，最佳的晶化时间设定为２ｄ。??３．２．５晶化温度对ＭＣＭ－４１结构规整度的影响??保持Ｐｄ含量为１％
Ｆｉｇ．３－５?Ｌｏｗ－ａｎｇｌｅ?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：??１．３０?°Ｃ，?２．７０?°Ｃ，?３．１１０?°Ｃ，?１５０°Ｃ??由图３－５可以看出，在较低温度下，３０?°Ｃ时，２．２°附近的衍射峰较宽，３．８°和??４．３°附近的衍射峰非常微弱，说明此时样品具有ＭＣＭ－４１的六方相结构；随着温度??的升高，２．２°附近的衍射峰强度逐渐增强，１１０?°Ｃ时，衍射峰非常尖锐，并且在３．８°??和４．３°附近的衍射峰也非常明显；当温度峰继续升高到１５０?°Ｃ时，样品在２．２附近的??衍射峰减弱，３．８°和４．３°附近的衍射峰消失，说明此时样品只具备简单的介孔结构，??规整度较差。出现这种现象的原因是１１０°Ｃ高于水的沸点，蒸发的水汽形成温度相对??较低的水热环境，有利于ＭＣＭ－４１晶化，形成规整的孔道结构，而温度过高时，ＭＣＭ－４１??的水热稳定性差，骨架坍塌致使规整度降低。因此最佳的晶化温度设定为１１０?°Ｃ。??３．２．６还原温度对Ｐｄ－ＭＣＭ－４１结构规整度的影响??保持前期合成条件不变
【参考文献】：
期刊论文
[1]QA-MCM-41吸附剂脱氮除磷性能[J]. 王程斋,朱志慧,王婷,赵华章. 环境工程学报. 2017(12)
[2]Pt在MgAl2O4载体上的分散程度对催化苯甲醛加氢反应影响（英文）[J]. 鄢峰,赵才贤,易兰花,张景才,葛炳辉,张涛,李为臻. 催化学报. 2017(09)
[3]Y-Beta/MCM-41复合分子筛的合成和性能[J]. 李旭光,邹薇,孔德金,李全芝. 工业催化. 2017(07)
[4]非晶态CuO/MCM-41制备及对H2S的深度脱除[J]. 朱玉婵,任占海,袁敏,刘毅,岳欢,任占冬. 现代化工. 2016(03)
[5]Al-MCM-41介孔分子筛吸附喹啉的性能[J]. 王云芳,步长娟,迟志明,李倩. 化工学报. 2015(09)
[6]MCM-41分子筛负载金属酞菁在氧化脱硫反应中的催化性能[J]. 张娟,任腾杰,胡颜荟,李俊盼,王春芳,赵地顺. 化工学报. 2014(08)
[7]疏水性Cosalen/SBA-15的制备及在甲苯选择性氧化中的应用[J]. 邓莹,袁佩,袁霞,吴剑,罗和安. 高等学校化学学报. 2013(11)
[8]微介孔复合分子筛合成及其在汽车冷启动尾气控制中的应用[J]. 张兰,张振中,尉继英,孟弼芳,江锋,梁彤祥. 物理化学学报. 2012(06)
[9]苯乙酮氢转移反应中ZrO2/MCM-41和ZrO2/AC的催化性能对比[J]. 袁剑,张波,汤明慧,卢晗锋,陈银飞. 高等学校化学学报. 2012(06)
[10]介孔分子筛MCM-41对阿司匹林缓释作用的研究[J]. 丁林,王慧云. 中国现代应用药学. 2012(05)
博士论文
[1]过渡金属在介孔分子筛中的高度分散及催化性能研究[D]. 吴乃瑾.北京化工大学 2015
硕士论文
[1]铁系分子筛催化剂的制备及其苯酚羟基化性能研究[D]. 陈耀.东南大学 2016
[2]席夫碱修饰的SBA-15/MCM-41介孔分子筛的制备及氧化性能的研究[D]. 张维东.新疆大学 2014
[3]稀土镧负载中微孔复合分子筛的合成研究[D]. 马广伟.中国地质大学 2003
本文编号：3034471
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２ＭＣＭ－４１的高分辨投射电镜图（左：沿孔道切面方向，右：面向孔道方向）??Ｆｉｇ．?１－２?ＨＲ－ＴＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ＭＣＭ－４１?（ｌｅｆｔ：?ａｌｏｎｇ?ｔｈｅ?ｃｈａｎｎｅｌ，?ｒｉｇｈｔ：?ｆａｃｅ?ｔｈｅ?ｃｈａｎｎｅｌ）??
Ｆｉｇ．３－４?Ｌｏｗ－ａｎｇｌｅ?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ?ｔｉｍｅ：??ｌ．ｌｄ，?２．２ｄ，?３．４ｄ??由图３－４可以看出，样品的ＸＲＤ图差别较大，说明晶化时间对结构规整度影响??较大。晶化Ｉｄ时，样品在２．２°处出现了较弱的衍射峰，３．８°和４．３°处的衍射峰强??度很弱，说明此时样品己经具备了?ＭＣＭ－４１的六方相结构，但规整度较差；当晶化时??间为２ｄ时，样品的３个特征衍射峰均有所增强，峰型尖锐，说明晶化２ｄ时，样品??的规整度较好；晶化４?ｄ时，样品在２．２°处的衍射峰峰宽很大，而在３．８°和４．３°处??的特征峰完全消失，说明样品不具备ＭＣＭ－４１的六方相结构。原因可能是纯硅??ＭＣＭ－４１的无定型硅骨架水热稳定性较差，在１１０?°Ｃ的水热环境下长时间水热处理，??骨架坍塌导致的。因此，最佳的晶化时间设定为２ｄ。??３．２．５晶化温度对ＭＣＭ－４１结构规整度的影响??保持Ｐｄ含量为１％
Ｆｉｇ．３－５?Ｌｏｗ－ａｎｇｌｅ?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｂｙ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：??１．３０?°Ｃ，?２．７０?°Ｃ，?３．１１０?°Ｃ，?１５０°Ｃ??由图３－５可以看出，在较低温度下，３０?°Ｃ时，２．２°附近的衍射峰较宽，３．８°和??４．３°附近的衍射峰非常微弱，说明此时样品具有ＭＣＭ－４１的六方相结构；随着温度??的升高，２．２°附近的衍射峰强度逐渐增强，１１０?°Ｃ时，衍射峰非常尖锐，并且在３．８°??和４．３°附近的衍射峰也非常明显；当温度峰继续升高到１５０?°Ｃ时，样品在２．２附近的??衍射峰减弱，３．８°和４．３°附近的衍射峰消失，说明此时样品只具备简单的介孔结构，??规整度较差。出现这种现象的原因是１１０°Ｃ高于水的沸点，蒸发的水汽形成温度相对??较低的水热环境，有利于ＭＣＭ－４１晶化，形成规整的孔道结构，而温度过高时，ＭＣＭ－４１??的水热稳定性差，骨架坍塌致使规整度降低。因此最佳的晶化温度设定为１１０?°Ｃ。??３．２．６还原温度对Ｐｄ－ＭＣＭ－４１结构规整度的影响??保持前期合成条件不变
【参考文献】：
期刊论文
[1]QA-MCM-41吸附剂脱氮除磷性能[J]. 王程斋,朱志慧,王婷,赵华章. 环境工程学报. 2017(12)
[2]Pt在MgAl2O4载体上的分散程度对催化苯甲醛加氢反应影响（英文）[J]. 鄢峰,赵才贤,易兰花,张景才,葛炳辉,张涛,李为臻. 催化学报. 2017(09)
[3]Y-Beta/MCM-41复合分子筛的合成和性能[J]. 李旭光,邹薇,孔德金,李全芝. 工业催化. 2017(07)
[4]非晶态CuO/MCM-41制备及对H2S的深度脱除[J]. 朱玉婵,任占海,袁敏,刘毅,岳欢,任占冬. 现代化工. 2016(03)
[5]Al-MCM-41介孔分子筛吸附喹啉的性能[J]. 王云芳,步长娟,迟志明,李倩. 化工学报. 2015(09)
[6]MCM-41分子筛负载金属酞菁在氧化脱硫反应中的催化性能[J]. 张娟,任腾杰,胡颜荟,李俊盼,王春芳,赵地顺. 化工学报. 2014(08)
[7]疏水性Cosalen/SBA-15的制备及在甲苯选择性氧化中的应用[J]. 邓莹,袁佩,袁霞,吴剑,罗和安. 高等学校化学学报. 2013(11)
[8]微介孔复合分子筛合成及其在汽车冷启动尾气控制中的应用[J]. 张兰,张振中,尉继英,孟弼芳,江锋,梁彤祥. 物理化学学报. 2012(06)
[9]苯乙酮氢转移反应中ZrO2/MCM-41和ZrO2/AC的催化性能对比[J]. 袁剑,张波,汤明慧,卢晗锋,陈银飞. 高等学校化学学报. 2012(06)
[10]介孔分子筛MCM-41对阿司匹林缓释作用的研究[J]. 丁林,王慧云. 中国现代应用药学. 2012(05)
博士论文
[1]过渡金属在介孔分子筛中的高度分散及催化性能研究[D]. 吴乃瑾.北京化工大学 2015
硕士论文
[1]铁系分子筛催化剂的制备及其苯酚羟基化性能研究[D]. 陈耀.东南大学 2016
[2]席夫碱修饰的SBA-15/MCM-41介孔分子筛的制备及氧化性能的研究[D]. 张维东.新疆大学 2014
[3]稀土镧负载中微孔复合分子筛的合成研究[D]. 马广伟.中国地质大学 2003
本文编号：3034471
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