ts-1沸石催化膜的制备与氧化反应性能研究

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1、大连理工大学硕士学位论文TS-1沸石催化膜的制备与氧化反应性能研究姓名：薛俊斌申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：张雄福20070618大连理工大学硕士学位论文摘要无机膜和催化反应相结合而构成膜反应器技术，具有将催化反应与产品分离集成在一起的优势，被认为是催化学科的未来三大发展方向之一，将使传统的化学工业，石油工业，生物化工等领域发生变革性的变化，引起了全世界研究和过程开发的广泛关注。钛硅分子筛(TS．1)不但具有无机膜耐高温，耐腐蚀的优点，更重要的是其催化性能优异而环境友好，符合绿色化工的发展要求，被认为是80年代沸石催化的里程碑。本论文采用水热合成法成功制备

2、了TS．1沸石膜，并将其组装为膜反应器研究了TS．1沸石膜的催化性能。TS．1膜的制备运用预涂晶种二次合成法，并首次采用亚微米级smcali珏l沸石粒子作为晶种导向、合成液为清液状态条件下，分别在a-A1203陶瓷管载体上和多孔多通道不锈钢片微反应器内合成了TS．1沸石催化膜。考察了合成条件对膜形成的影响，用SEM、FT．IR、XRD等分析手段表征了TS．1膜的形貌和相关特性，用苯酚氧化合成苯二酚为探针反应评价了在管式TS．1沸石膜反应器的催化氧化性能，用丁酮氨氧化反应合成丁酮肟反应评价了在不锈钢微通道反应器内TS．1沸石膜的催化氧化性能。研究结果表明：1、采用亚微米

3、级Silicalite．1沸石粒子替代以TS．1沸石粒子作为晶种导向，在不锈钢微反应器内和管式陶瓷载体表面可形成一层均匀、连续的TS-l沸石膜，钛可以进入分子筛骨架，没有发现非骨架钛的存在。合成条件中除醇时间和模板剂TPAOH的含量对膜表面的分子筛颗粒大小及膜层的厚度有较大影响。模板剂的含量越高，分子筛颗粒越小。除醇有利于Ti4+离子进入沸石骨架。2、在陶瓷载体上制备的TS．1沸石膜管式膜反应器对苯酚羟基化合成苯二酚反应具有明显的催化氧化活性。在苯酚／H202摩尔比为3，反应温度80℃的条件下，水做溶剂，反应4小时后苯酚的转化率能达到8％。利用Silicali珏1晶种

4、引导生长的Ts一1沸石催化膜和利用Ts．1晶种引导生长的膜具有相近的催化活性。详细考察了各种条件对膜反应器催化活性的影响。3、在不锈钢微通道反应器上制备的Ts．1沸石膜微反应器，对丁酮氨氧化反应具有较好的催化氧化性能。溶剂和停留时间对丁酮的转化率有较大的影响。关键词：TS-1；沸石膜；膜反应器；氧化；微反应器TS-1沸石催化膜的制备与氧化反应性目朗f究PreparationandPerformanceofTS-1ZeoliteCatalyticFilmAbstractMembranereactorcancombineinorganicmembraneandcataly

5、ticreactioninasystem，whichhastheadvantagesofseparationandcatalyticprocess．Ithasbeenregardedasoneofthethreedevelopmentdirectionsofthesubjectsoncatalysisinfuture．Membranereactorhasattractedtheattentionsofworldwideresearchersandwillbringaboutarevolutionarychangeoverchemicalindustry，petroch

6、emical-indnstryandbiochemicalindustry．"IS．1zeolite啪meettherigorrequirementofmembranereactorsbecauseofitsllighthermalstability，anti-corrosiveandexcellentcatalyticperformance．Moreover，itiSfriendlytoenvironmentandmeetsthedevelopmentofchemicalindustry．ThedevelopmentofTS-lzeolitecatalystisth

7、oughtasthelandmarkofzeolitecatalysisinthe1980s．Inthispaper,TS一1zeolitefilmWaspreparedbythehydrothermalsynthesis，andthenWasassembledintothemembranereactor．Finally，thecatalyticperformanceofTS—lzeolitefilmwasinvestigated．T1leTS—lzeolitefilmwassynthesizedonthea—A1203ceramictubeandp