疏水多級孔TS-1分子篩的制備及其催化丙烯環(huán)氧化的研究.pdf

1、TS-1分子篩催化丙烯環(huán)氧化制備環(huán)氧丙烷的反應，雖然具有清潔環(huán)保、反應溫和、選擇性高等優(yōu)點，但催化劑的微孔結(jié)構(gòu)也存在由擴散受限導致的易積碳失活的缺陷。本文通過構(gòu)造疏水多級孔TS-1分子篩以解決上述問題。
　　首先，采用氫氧化鈉溶液和三甲基氯硅烷溶液對TS-1分子篩進行脫硅和硅烷化改性，制備出疏水多級孔TS-1分子篩。采用BET、TEM、XRD、FT-IR以及接觸角測量等手段對疏水多級孔TS-1分子篩進行表征。BET和TEM結(jié)果顯示

2、改性后分子篩含有由平均孔徑為0.55 nm的微孔和3.90 nm的介孔組成的多級孔道；XRD和FT-IR結(jié)果表明改性分子篩保留了MFI結(jié)構(gòu)；接觸角測量證明改性后的分子篩疏水性能增強。考察了氫氧化鈉溶液和三甲基氯硅烷溶液的濃度對疏水多級孔TS-1分子篩催化活性的影響。結(jié)果表明當NaOH溶液和三甲基氯硅烷溶液的濃度分別為0.4 M和25 wt.％時，疏水多級孔TS-1分子篩的催化活性較好。
　　其次，以疏水多級孔 TS-1-0.4M-

3、25%分子篩（代表當 NaOH溶液和 TMCS溶液的濃度分別為0.4 M和25 wt.%時，改性制備的疏水多級孔TS-1分子篩）為催化劑，考察了攪拌速度、反應時間、反應壓力以及反應溫度等工藝條件對丙烯環(huán)氧化反應活性的影響。結(jié)果表明當攪拌速度為700 r·min-1，反應時間為1.5 h，反應壓力為0.4 MPa以及反應溫度為40℃時，分子篩的催化活性較好。此時H2O2的轉(zhuǎn)化率達到99.72%，PO的選擇性為91.33%，反應液中PO的濃

4、度達到0.85 mol·L-1。
　　最后，根據(jù)改性前后分子篩的表征結(jié)果對脫硅機理和硅烷化改性機理進行了初步探討。分子篩在堿液中可以選擇性地脫除部分硅原子產(chǎn)生介孔孔道，而孔道表面的Si-OH可以與TMCS發(fā)生縮合反應生成-O-Si(Me)3基團。采用分子模擬軟件Material Stutio對改性分子篩的孔徑進行計算，與表征結(jié)果相互印證。
　　本課題的研究內(nèi)容證明了構(gòu)造高催化活性的疏水多級孔TS-1分子篩用于催化丙烯環(huán)氧化的