高鈦含量Ti-MCM-41的制備與表征.pdf

1、含鈦的分子篩是一類環(huán)境友好催化劑，其成功的合成是分子篩催化領(lǐng)域的重要里程碑。然而TS-1以及其它微孔分子篩的孔徑較小，難以使大分子的有機(jī)化合物進(jìn)入孔道中進(jìn)行催化反應(yīng)，因此合成較高水熱穩(wěn)定性及高氧化活性的介孔鈦硅分子篩仍是催化研究的重要課題。 本工作通過一種新穎的合成方法，合成了高負(fù)載Ti的Ti-MCM-41介孔分子篩。合成過程分為兩步，一步是合成結(jié)晶度較高的MCM-41和制備穩(wěn)定的多組分不同比例的溶膠，第二步是把MCM-41浸漬

2、于鈦硅的溶膠凝膠中，通過溶液蒸發(fā)，高溫處理，最后得到高負(fù)載Ti的Ti-MCM-41。通過XRD和UV-vis表征可知Ti-MCM-41保持了較高的結(jié)晶度，骨架結(jié)構(gòu)基本上沒有遭到破壞，鈦原子在孔道壁內(nèi)分散得很均勻，大多以四配位的方式結(jié)合在分子篩的孔道中。首次利用原位紅外漫反射分析方法來分析分子篩孔道內(nèi)的活性中心鈦，發(fā)現(xiàn)隨著原位溫度的升高，Ti-O鍵的伸縮振動(dòng)峰逐漸增強(qiáng)，說明連在骨架上的鈦在高溫時(shí)不太穩(wěn)定，容易從骨架上脫落下來。同時(shí)它還具有

3、很好的催化活性，與其他兩種移植法合成的Ti-MCM-41相比，它的催化活性很高，選擇性較強(qiáng)。另外，本工作又將合成的Ti-MCM-41與Ti-SBA-15的催化性能進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)合成的Ti-MCM-41催化活性要好于Ti-SBA-15，原因可能是Ti-SBA-15分子篩中移植的鈦硅溶膠凝膠量較多，分散不均勻?qū)е麓呋芰ο陆?；但是?duì)產(chǎn)物的選擇性卻不及Ti-SBA-15，可能是因?yàn)镾BA-15的孔徑較大，易于環(huán)氧己烯的形成。除此之外，本文又嘗

4、試把鈦硅的溶膠凝膠結(jié)合到有機(jī)官能化MCM-41上，發(fā)現(xiàn)催化劑的催化活性有很大程度的提高，催化劑的循環(huán)利用性也有所增強(qiáng)。反應(yīng)過程中僅用廉價(jià)、綠色環(huán)保的過氧化氫作為氧化劑，取代了昂貴的有機(jī)過氧化物，從某種程度上節(jié)省了反應(yīng)成本，保護(hù)了環(huán)境。 另外，本論文又對(duì)介孔SBA-15分子篩進(jìn)行了研究。具體工作主要是采取水熱合成法合成了具有規(guī)整結(jié)構(gòu)的、高結(jié)晶度的介孔SBA-15分子篩。然后對(duì)其進(jìn)行有機(jī)官能化，分別采用了移植法和模板溶膠—凝膠法兩種