Ti-TUD-1制備及其催化環(huán)己基過氧化氫-丙烯共氧化.pdf

1、環(huán)氧丙烷（PO）是非常重要的有機(jī)化合物原料，主要用于生產(chǎn)聚醚多元醇、丙二醇和各類非離子表面活性劑等。目前，環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)方法主要為氯醇法和共氧化法。采用環(huán)己基過氧化氫（CHHP）為氧源，共氧化丙烯制備環(huán)氧丙烷，有望既避免了氯醇法的高污染，又有效利用了環(huán)己基過氧化氫分解出的氧，同時(shí)避免環(huán)己醇、環(huán)己酮的深度氧化，從而提高環(huán)己基過氧化氫的分解收率。本文采用介孔催化劑 Ti-TUD-1催化共氧化反應(yīng)，通過不同的表征手段對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行深入

2、分析，探究催化劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。
　　本文首先對(duì)介孔催化劑 Ti-TUD-1的制膠過程進(jìn)行了考察，主要考察了加料順序、物料配比、制膠溫度、老化時(shí)間對(duì)催化劑Ti-TUD-1結(jié)構(gòu)及催化活性的影響。采用FT-IR、UV-Vis、XRD、N2物理吸附-脫附、ICP、激光粒度、SEM等手段進(jìn)行了表征，并進(jìn)行了環(huán)己基過氧化氫-丙烯共氧化反應(yīng)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，催化劑Ti-TUD-1合成的最佳物料配比為SiO2:0.02TiO2:0.3TEAOH

3、:1TEA:11H2O。低溫有利于鈦進(jìn)入骨架，采用鈦源與硅源分別水解的加料順序可以使鈦硅原子合理匹配，達(dá)到四配位鈦的高度分散，從而提高催化活性。老化時(shí)間對(duì)催化劑介孔結(jié)構(gòu)的形成影響不大，但是增加老化時(shí)間可以增大介孔的比表面積，結(jié)果表明老化時(shí)間為48h，更有利于形成骨架內(nèi)四配位鈦。
　　焙燒條件是影響催化劑結(jié)構(gòu)成型的重要因素，本文系統(tǒng)考察了焙燒溫度、焙燒時(shí)間和焙燒速率對(duì)介孔催化劑 Ti-TUD-1結(jié)構(gòu)形態(tài)及骨架鈦的影響。結(jié)果表明，在較

4、低焙燒溫度下更易形成四配位鈦，而且介孔的比表面積及孔容參數(shù)最大。焙燒時(shí)間過長會(huì)對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)有影響，但是也要保證能夠?qū)⒋呋瘎┲械氖Ｓ嘤袡C(jī)物全部除去。焙燒速率較大時(shí)，不能形成四配位鈦。Ti-TUD-1成型的較優(yōu)焙燒條件為焙燒溫度600℃，焙燒時(shí)間10h，焙燒速率為5℃/min。
　　最后考察了催化劑熱處理及硅烷化改性對(duì) Ti-TUD-1催化劑結(jié)構(gòu)形態(tài)及催化活性的影響。采用不同的熱處理時(shí)間，不同的硅烷化試劑、硅烷化時(shí)間、硅烷化溫度對(duì)催

5、化劑的結(jié)構(gòu)及活性影響進(jìn)行考察。采用FT-IR、UV-Vis、XRD、N2物理吸附-脫附、ICP表征改性對(duì)催化劑Ti-TUD-1結(jié)構(gòu)的影響，采用靜態(tài)物理吸附、TGA表征疏水性程度。結(jié)果表明，熱處理8h能夠增大催化劑孔徑，HMDS為最佳的硅烷化試劑，而硅烷化時(shí)間及溫度對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)特性及催化活性均影響較小。環(huán)己基過氧化氫和丙烯共氧化反應(yīng)結(jié)果表明，以HMDS為硅烷化試劑，140℃下改性處理5h，Ti-TUD-1的催化活性明顯增加，環(huán)己基過氧化