基于ts-1原粉与整体催化剂的制备及用于环己酮氨肟化反应

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1、天津大学硕士学位论文TS-1原粉与整体催化剂的制备及用于环己酮氨肟化反应姓名：宗丽申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：辛峰20070701中文摘要TS．1钛硅分子筛是具有MFI拓扑结构的一种催化新材料，在与H202组成的温和催化氧化体系表现出优异的性能，引起了国内外研究者的广泛关注。该氧化工艺的应用克服了传统的氧化工艺中污染严重、操作不安全的缺点，为开发绿色的环境友好工艺提供了新的途径。但由于TS．1的生产成本高，且原粉的粒径小，当使用浆态床反应器时，催化剂的分离与回收难度大，不可避免地造成催化剂损失。本文用TS．1分子筛整体式催化剂的设想，运用水热合成技术，在通道密度为62

2、cell／cm2的堇青石蜂窝陶瓷载体上，原位合成了TS．1分子筛并用XRD、FT-IR和SEM等测试手段对其进行了表征。首先，在前人制备TS．1粉末的研究基础上，对合成的方法进行了改进。采用TPAOH为模板剂，使硅源TEOS和钛源TBOT在0"C条件，溶剂异丙醇IPA的作用下水解的效果最好；TPAOH／Si02摩尔比为0．18时，模板剂的用量最为经济；H20／Si02摩尔比介于30"--'60之间对TS．1分子筛的结晶度、收率和催化氧化活性影响不明显，这为堇青石上负载TS．1分子筛提供了实验依据；采用70"-90℃的除醇温度和160---,170。C的晶化温度，晶化时间为4"--'

3、5d，分子筛前驱体在600。C下进行模板剂的脱除，能够保证合成的TS．1分子筛的结晶度高，钛进入分子筛骨架的量大，对环己酮氨肟化的催化活性高，且实验的可重复性很好。上述工作有助于进一步认识TS．1的合成过程及影响因素，对合成TS．1／堇青石整体式催化剂奠定了基础。通过对TS．1整体式催化剂合成体系的考察，得到摩尔比H20／Si02为50时溶液的粘稠度较合适，晶化温度为165℃，晶化时间为5天时，载体增重和TS．1分子筛结晶度都达到了一个较高的值。实验结果表明，通过二次重复负载，室温下原位老化，堇青石经过37％盐酸处理或通过事先浸泡于模板剂中，均能提高载体表面分子筛的负载量以及分子筛

4、与载体间的结合度，相应的载体增重可达10％～16％。当合成体系增大时，建议采用旋转动态晶化的方式，可以避免反应釜内温度和浓度的分布不均。最后，自行设计了整体式反应器，考察了整体式钛硅分子筛在环己酮氨肟化反应中的催化效果，与粉末TS．1分子筛相比，尽管催化活性还有待提高，但是简化了钛硅分子筛的分离与回收，还是显示了较好的应用前景。关键词：整体式堇青石载体Ts．1分子筛原位合成环己酮氨肟化ABSTRACTTitaniumsilicalite．1molecularsieve(TS-1)isanewkindofcatalyticmaterialwitllMFItopologicals缸uc

5、ture．ThesystemofTS—landH202exhibitsexcellentcatalyticoxidationperformanceinmildreactionconditions，andhasbeenpaidmoreattentionbymanyresearchersindomesticandabroad．Theaboveprocesshasovercome也eshortcomingsofseriouspollutionandunsafefactorsoftraditionaloxidationones，andithasprovidednewpathwaysfort

6、heenvironmentallyfiiendlygreenchemicalprocesses．ButwhenTS．1powderwasusedinslurryreactor．becauseofsmallcrystalsizeofsolidcatalysttheproblemsinseparationofsolidandliquidmaylosesomeofthecatalystinrunningofreactorandthereforeincreasetheproductioncost．InthisPaDgl"TS．1molecularsievewasin—situsynthes

7、izedonthesurfaceofa62cell／cm2honeycomb．shapedcordieritesupportwithhydrothermalmethod．ThenXRD．FT．IRandSEMwereusedtocharacterizethesamples．Firstly．basedontheresearchesof也epredecessors，butthesynthesisroutewasmodified．TPAOHwasusedastemplate