高比表面積α-AlF3、Cr2O3和Cr2O3-α-AlF3的制備和表征.pdf

1、氟化鋁是一種重要的無機材料，廣泛應(yīng)用于大眾化學(xué)品和臭氧層消耗物質(zhì)(ODS)替代品的合成。氟化鋁存在α、β、γ、ε、δ、η、θ、κ等多種相態(tài)，其中α-AlF3和β-AlF3最為常見。α-AlF3為這些相態(tài)中最為穩(wěn)定的物相，由于比表面積低，催化活性不高。β-AlF3由于比表面積大，用作固體酸催化劑，有較強的催化性能。但是在高溫催化反應(yīng)過程中β-AlF3易發(fā)生相變，轉(zhuǎn)化為低比表面積穩(wěn)定態(tài)的α-AlF3，從而導(dǎo)致了催化劑活性的下降。因此，如果能

2、獲得高比表面積α-AlF3，提高α-AlF3的酸量，用作固體酸催化劑，對于提高催化劑的穩(wěn)定性具有重要的意義。
　　 Cr-AlF3催化劑廣泛用于有機鹵素交換反應(yīng)中，Cr-AlF3催化劑的催化性能與其表面性質(zhì)息息相關(guān)，諸如:催化劑表面的酸性位等。然而催化劑表面酸量也取決于比表面積，比表面積越大，催化劑表面酸性位數(shù)量越多。因此，合成高比表面積Cr-AlF3催化劑是提高催化劑的性能的關(guān)鍵。研究工作包括以下三個方面:
　　 1.

3、采用炭硬模板法制備了高比表面積的α-AlF3（HS-α-AlF3）催化劑，合成過程為:首先，采用等體積浸漬法將一定濃度的蔗糖溶液浸漬到高比表面積的γ-Al2O3中，干燥后，在氮氣氣氛下煅燒，使得蔗糖分解為炭粉。其次，利用稀釋的HF氣體將含炭的高比表面積γ-Al2O3樣品進行氟化。最后，采用燃燒法將樣品中的炭模板除去，制得高比表面積的α-AlF3催化劑。通過對高比表面積α-AlF3的XRD、BET、Raman、NH3-TPD、SEM-ED

4、X表征。發(fā)現(xiàn)當炭化溫度為450℃時，HF-N2混合氣體積比為1∶4，除碳溫度為425℃時，制得的α-AlF3比表面積最大(66m2·g-1)。HS-α-AlF3催化劑對CCl2F2歧化反應(yīng)的催化活性也明顯高于常規(guī)方法制備的低比表面積的α-AlF3，這歸因于高比表面積的α-AlF3催化劑具有較大的酸量。
　　 2.采用改進溶膠凝膠法合成了高比表面積的Cr2O3催化劑，通過優(yōu)化實驗條件發(fā)現(xiàn)，當炭化溫度為500℃時，蔗糖與鉻摩爾比為2

5、∶1，除碳溫度為400℃時，制得的Cr2O3比表面積最大(61m2·g-1)。合成的高比表面積Cr2O3催化劑氣相氟化CF3CH2Cl合成CF3CH2F的催化活性明顯高于直接制備的低比表面積Cr2O3催化劑，這歸因于高比表面積Cr2O3催化劑具有更多路易斯酸性位。
　　 3.采用炭硬模板法合成了高比表面積的Cr2O3-α-AlF3催化劑。實驗發(fā)現(xiàn)，氟化過程對合成高比表面積的Cr2O3-α-AlF3催化劑的影響非常重要，優(yōu)化的最佳