新型分子筛CoAPO-5的合成及应用研究

作     者：刘长军 

作者单位：四川大学 

学位级别：硕士

导师姓名：梁斌

授予年度：2005年

学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：CoAPO-5 水热合成 液相氧化 甲苯 乙苯 

摘      要：磷酸铝分子筛是20 世纪80 年代发展起来的新一代分子筛,金属磷酸铝分子筛更是因为其骨架以同晶取代的方式引入了过渡金属杂原子,可能同时具有酸性中心和氧化还原活性中心,而成为最有前景的氧化还原分子筛和双功能催化剂。CoAPO-5 因其骨架稳定,孔道较大等特点而受到广泛的关注。 本文以拟薄水铝石,85%的正磷酸,四水合醋酸钴为原料,2-(二乙胺基)乙醇为模板剂,水热法合成了CoAPO-5 分子筛。系统地考察了模板剂用量,晶化温度,晶化时间对水热法合成CoAPO-5 的影响以及煅烧条件对CoAPO-5 分子筛性状的影响。结果表明,模板剂用量对产物纯度有较大影响,R/Al2O3比为1.25时,可在较宽的温度范围内(150～200℃)合成出CoAPO-5 纯相;在较高的温度下晶化得到的晶体晶粒度较大,但过高的晶化温度又会导致杂质相的生成,同时晶化时间过长也将导致致密相杂质的生成,在200℃下晶化48hrs,能得到晶粒度达242.44?的分子筛纯相;煅烧温度和时间决定CoAPO-5 分子筛最终的物化性能,煅烧温度低于500℃不能有效去除模板剂,而高于600℃将导致分子筛骨架的破坏,Co+2向Co+3转化是一个逐渐转化的过程,在550℃下煅烧10hrs能较好地除去模板剂和结合水并实现Co+2的转化。 同时本文还分别考察了在不同溶剂和不同氧化剂体系下,CoAPO-5 在烷基芳烃液相氧化中的作用。结果表明:在常压下,以氯苯作溶剂,叔丁基过氧化氢(TBHP)为氧化剂氧化甲苯,乙苯和苯甲醇的反应中,CoAPO-5 几乎都没有表现出催化活性;常压下,在以醋酸作促进剂,TBHP 氧化甲苯的反应中,CoAPO-5也没有表现出催化活性。 在1.5MPa 纯氧压力下,醋酸作溶剂,135～145℃下,氧气液相氧化甲苯的反应中,CoAPO-5 对反应有一定的催化作用,反应4hrs 后,对甲苯的转化率为