MWW型层状分子筛的结构改性和催化性能研究

作     者：付丽艳 

作者单位：华东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴鹏

授予年度：2012年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：层状分子筛 层间扩孔 液固相置换法 B-MWW 

摘      要：为扩大分子筛可催化的反应物范围,人们尝试对层状分子筛进行各种后处理改性。因高温溶胀不可避免地造成硅酸盐分子筛的骨架部分溶解甚至结构塌陷,分子筛层状前躯体的形貌很难得到完整保持,经剥离和柱撑的分子筛在结构上缺乏长程有序度,催化中择形选择性下降。相比于三维结构的MWW分子筛,利用硅烷化试剂插层可使层间孔窗口的组成原子数目扩大为12个,具备了反应物易接近活性中心的大反应空间,同时保持了MWW分子筛的基本结构特征,因此在保持对小分子高反应活性的同时对大分子催化表现出较高的催化性能。基于这一理念,我们提出将更大尺寸的二聚体有机硅烷插入层间,以期获得更大的层间扩张程度。由于MWW前躯体层间空间的限制,插层前要先将前躯体溶胀,为避免高温溶胀对分子筛骨架的破坏,我们采用已报道的室温溶胀方法,尽可能降低这种破坏作用。如果由Ti-MWW前躯体出发,经过溶胀、插层处理后,活性钛的流失会比较严重,不利于在催化反应中的应用。因此我们采用分子筛二次合成法-杂原子液固相置换法向扩孔材料中植入钛的活性位点,并考察了它的催化活性。 本论文的研究内容包括考察B-MWW层状前驱体的溶胀程度,有机硅烷试剂的类型,插层过程中有机硅烷用量,不同插硅条件等因素对最终样品结构的影响,通过优化实验条件,制备得到能够较好地保留B-MWW分子筛层状前驱体的层内结构和晶体形貌的扩孔型分子筛IEZ-MWW-SiSi和IEZ-MWW-SiOSi。 由于二聚体有机硅烷分子带有官能团易缩聚,课题中的关键问题是优化实验条件,得到有机硅烷分子以单分子形式插入层间的长程有序的扩孔材料。同时由于后处理改性过程中引入较多有机物,材料的焙烧温度比较关键,既要保持扩孔结构,又需尽可能多地去除有机物以减少对无机钛源六氟钛酸的空间位阻效应。