试析有序中孔酸性炭硅复合材料的制备与应用

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1、南京工业大学硕士学位论文有序中孔酸性炭硅复合材料的制备与应用姓名：陈军申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：张利雄；徐南平20080606硕士学位论文摘要工业上应用的液体酸催化剂由于其腐蚀性和毒性，正逐渐被淘汰。而代替液体酸的固体酸必须含有较多的B酸性位和较高的热稳定性及水热稳定性。各国催化学家制备的磺酸型炭材料具有上述特性，但仍有许多不足之处，如有比表面积小、孔径分布不均等。为了解决上述材料的缺点，本文引入了单层分散理论，探索出一条新的制备思路。本文选取中孔分子筛MCM-48为载体，研究了蔗糖在其表面的单层分散。采用液相浸渍法，将蔗糖单层分散在中孔MCM-48表面，用X．射线衍射

2、(X】m)相定量分析法测定了单层分散阈值，并用差热分析DTA、N2吸附技术对制备的样品进行表征，研究了蔗糖在MCM-48上的分散形式，提出了单层分散模型。测得蔗糖在MCM-48上的最大分散容量为1．1g蔗糖／gMCM-48。当蔗糖与MCM．48的质量比小于1．1时，蔗糖在MCM．48表面能自发分散成单层。当蔗糖／MCM-48质量比为0．8时，MCM_48的比表面积由初始的998m2／g降至O．11cm3／g，孔径、孔容也相应减小。当蔗糖与MCM-48的质量比超过1．1时，MCM-48的比表面积迅速减小到10m2·gq以下。其次，将负载不同蔗糖量的MCM-48在高温下半炭化，接着再在大量

3、浓硫酸中高温磺化，引入磺酸根，制备得一系列比表面积超过600m2／g，具有酸性的中孔炭硅复合材料。用热重差热分析、N2吸附脱附、扫描电镜、ⅫS等对制备的样品进行表征。测得样品的粒径为500衄，孔径分布为2nm左右，酸量为O．45．O．5lI姗ol／g，水热稳定性高，在沸水中48h仍保持其中孔结构不变。最后，将上述酸性炭硅复合材料用于乙酸丁酯的催化合成，并考察了蔗糖在MCM-48上的分散量与催化活性的关系。结果表明，当蔗糖分散量略大于单层分散阈值时，制备的中孔酸性炭硅复合材料的催化活性最高，乙酸丁酯的酯化率高达98．7％。在催化合成辛酸乙酯、月桂酸乙酯等脂肪酸的酯化反应中，我们研究了催化

4、活性与比表面积、孔径结构等的关系。在酸醇比、反应温度、反应时间、催化剂用量完全相同的条件下，长链脂肪酸的炭链长度对反应的酯化率也有较大的影响。关键词蔗糖MCM．48单层分散中孔炭硅复合材料磺化酯化ABSTRACTABSTRACTLiquid∞idsⅥ忙re埘delyuSed嬲c剁yStsi11ind咖mc砌”icprocesses，觚dmeyarebeiIlgdiscardedbecal塔e0fmeirtoxic龇ldcorrosiVeproperties．ThesubStitutedsolid∞idsShouldhavelotSofB砌nStedacidsites，lli曲memla

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