介孔氧化硅分子筛的合成及其锆离子催化改性

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1、哈尔滨理工大学工学硕士学位论文介孔氧化硅分子筛的合成及其锆离子催化改性摘要以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂，采用模板剂法合成MCM-41介孔分子筛；以氧氯化锆为锆源，在温和碱性条件下合成了zr掺杂的介孔分子筛Zr-MCM．41；以直接浸渍的方法将硫化氧化锫(sz)和氧化铈担载到MCM-41上，制得硫化的氧化锆硅基介孔分子筛MCM．41(简称CeSZ／MCM一41)材料。通过TG、XRD、N2吸附、FTIR、HRTEM等测试手段对上述材料进行了表征。研究发现：酸性条件下难以合成MCM-41介孔分子筛，碱性特别是弱碱性条件有利于合成介孔有序度良好的MCM

2、-41分子筛，其平均孔径和比表面积分别为3．6rim和1054m2／g。水热环境下可加速反应物质的迁移运动，氨水缓慢释放OH-离子，促进了TEOS水解、缩聚反应及有机．无机组装过程更好地进行。，随着zr含量的增加，Zr-MCM-41介孔分子筛特征衍射峰强度有减弱的趋势，分子筛对十八碳醇催化活性增强，产生更多的酸性位，但介孔平均孔径减小到3．1nm，比表面积下降；10000C时，介孔孔道没有坍塌，zr的引入提高了分子筛的热稳定性；红外光谱中968cm‘1处振动峰强度的变化，表明zr离子进入了Si．O骨架；HRTEM的结果证实了介孔结构的存在，zr的掺杂可造成有序介孔结构发生扭曲并趋向混乱，孔道有

3、序性下降。在不同含铈量700℃焙烧制备的Cesz，McM-4l介孔材料中，ce02在稳定亚稳的t-Zr02中起到了重要作用，其含量对t-Zr02含量的影响呈现先增加后减少的趋势；XRD、HRTEM和N2吸附表明硫化氧化锆成功地担载于MCM．41的孔道内，但其介孔结构发生一定程度的扭曲变形，孔道平行性下降，孔径和孔容均减小。对十八碳醇的催化反应表明，70012煅烧含3．4wt％Ce02的CeSz／McM．41和Si／Zr--40的Z棚cM-4l介孔材料，十八碳酸的收成率分别为66％和35％。关键词介孔氧化硅；锆掺杂；硫化氧化锆；催化改性堕堡董至三奎耋三兰璧圭差堡丝耋SYNTHESIS0FMESo

4、PoRoUSSILICAANDTHEIRZIRCoNIUMIONSCATALYTICMODIFICATIoNAbstractMCM_41mcsoporousmolecularsievesweresynthesizedbythetemplatemethodusingTEOSassilicatematerialsandC啪assurfactant；Zirconium·dopedZr-MCM-4lmolecularsieveswerepreparedundermildlybasiccondition,usingzr0C12astheprecursor；Ceria-promotedsulfatedzi

5、rconi“sz)catalystsweresupportedonmesoporoussilicabythedirectimpregnationmethod(abbreviatedasCeSZ／MCM-41)；1kcharacterizationofsamplesWasinvestigatedbyTG，XRD．N2adsorption,FTIRandHRTEMtechniques．11地followingresultswereshowed：UnderbasicCOndition,especiallyweakbasicone，itWasconducivetosynthesizeMCM．41wit

6、htheaverageporesizeof3．6rimandsurfaceareaof1054mZ／g，incomparisonwithbasicmediumwheremesoporonssilicasievesweredi位culttobeprepared．Thehydrothermaiconditionhadanactiveeffectonmovememofreactivematedais．Duetotheslowreleaseofhyrdroxylionsofaqueousammonia,thehydrolysisandfasculationofTEOSandorganic—inorga

7、nicassemblyprocesswereimproved．ThepeaksintensityofZr-MCM-4lmesoporousmolecularsieveshadatendencytoweakandthecatalyticactivitiesofthemascatalystsincatalizingoctadecanoltocorrespondingoctadecanoicacidde