纳米金催化剂上丙烯直接环氧化反应研究.pdf

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1、TheDirectEpoxidationofPropyleneoverSupportedNano-goldCatalystsThisthesissubmittedtoZhejiangNormalUnversityfortheDegreeofMasterofSciencebyChaoZhangSupervisedbyProf．Ji-QingLuZhejiangKeyLaboratoryforReactiveChemistryonSolidSurfaces．InstituteofPhySicalChemistry,ZhejiangNormalUniversity,Jinhua，ChinaMa

2、y2012㈣㈣㈣哪㈣I纳米金催化剂上丙烯直接环氧化反应硼Y2194430摘要氢气氧气共存下丙烯气相一步合成环氧丙烷是环境友好、能耗低的理想反应，具有重要的研究价值。采用沉积沉淀法制备的金催化剂，金粒子粒径小、分散度高、活性好，用于气相丙烯环氧化，PO选择性达到了工业化的要求，但是怎样提高丙烯的转化率，仍然是研究的中心。本论文中，对负载于TS．1分子筛上的纳米金催化剂，用于氢气氧气共存下丙烯直接气相环氧化反应进行了研究。对载体TS．1进行改性以及在制备催化剂过程中尝试添加助剂和特殊手段处理载体来提高催化剂活性。1掺杂Ga对Au／TS．1催化剂上丙烯气相环氧化性能的影响：TS．1采用传统的水

3、热合成法合成，UVjⅥs表征显示Ti已呈四面体配位形式进入分子筛骨架。在TS．1的制备过程中掺入Ga(IV)，XRD显示Ga的掺入使TS．1载体晶胞膨胀以及晶胞参数变大，Ga已进入了分子筛中。NH3．TPD表征催化剂的酸强度随着Ga的掺入有所降低。而脱附的NH3峰面积则随着Ga掺入量的增加而有所增加，说明催化剂表面的酸中心数目呈现增多趋势反应活性结果表明，以含Ga的钛硅分子筛为载体的金催化剂，丙烯环氧化的活性明显提高了。Ga的改性使催化剂上丙烯的转化率由1．8％提高到2．7％；PO的选择性由86．2％提高到91．9％。活性的增加可能是因为Ga的掺入使金颗粒分布更加均匀以及载体微结构变化引

4、起的配位效应。2尝试在金催化剂的制备过程中添加助剂：在制备Au／TS．1基础上，尝试在载体上添加La、Pr、Zr、Co，也用水合肼、NaOH和NH3处理载体TS．1．其中La、Pr、Zr、Co，的添加、NaOH和NH3的处理使催化剂上丙烯环氧化活性下降，丙烯转化率也有失活现象；水合肼处理载体TS．1后，丙烯转化率下降，但是30oC处理后的载体用于环氧化反应其环氧丙烷的选择性有所增强。关键词：丙烯环氧化；金催化剂；TS．1；改性DⅡ己ECTEPOXⅡ)ATIONOFPROPYL啪OVERNANOGOLDCATAIYSTSABSTRACTOnestepsynthesisofpropylene

5、oxide(PO)isaenvironmentalfriendlyandmoreecnomicprocess，whichhasattractdmuchattentioninrecentyears．Nano-sizedgoldcatalystspreparedbythedeposition-precipitationmethodhaveadvantagessuchashighlydispersedAuparticles，whichisbeneficialtothereaction．HighPOselectivitycouldbeobtainedonthegoldcatalysts，howe

6、ver,improvementofpropyleneconversionOVerthesecatalystsstillneedsfurtherinvestigation．Inthiswork，nano—sizedgoldcatalystssupportedontitanosilicate(TS．1)weresynthesizedandtestedfordierectpropyleneepoxidationinthepresenceofH2and02mixture．ModificationoftheTS-1supportandpromotionofgoldcatalystswereempl

7、oyedtoimprovethecatalyticperformance．Thedetailedcontentsareasfollows：1．TheeffectsofGamodificationonthecatalyticperformanceAu／TS一1catalystsTitaniumsilicalitew’assynthesizedusingaconventionalhydrothermalmathod．heincorpor