微波輻射下金屬離子改性Hβ分子篩催化合成蒽醌.pdf

1、蒽醌是重要的化工原料和精細(xì)化工中間體,在諸多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。但是傳統(tǒng)均相催化劑(AlCl3,H2SO4等)的使用帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題,因此研發(fā)一種綠色無污染,且能回收利用的固體酸催化劑具有重要的意義。
　　 為了縮短催化劑的改性時(shí)間,提高催化效率,本文采用了微波輻射加熱代替常規(guī)加熱改性β分子篩?？疾炝宋⒉ㄝ椛浼訜幡路肿雍Y銨交換的影響因素,得出最適宜的改性條件:銨交換次數(shù)為1次,銨交換微波輻射功率為390W,交換時(shí)間為15min

2、,干燥功率為325W,干燥時(shí)間為15min,焙燒溫度為550℃,焙燒時(shí)間為5h。將以上所得催化劑用于催化苯與苯酐的反應(yīng),最佳反應(yīng)條件為:反應(yīng)物配比n(苯)/n(苯酐)為16/1,催化劑用量占反應(yīng)物總質(zhì)量的8.0％,反應(yīng)溫度250℃,反應(yīng)時(shí)間5h。在以上最優(yōu)化條件下,苯酐轉(zhuǎn)化率為31.68％,蒽醌選擇性為87.66％。與常規(guī)法相比,微波輻射加熱能提高分子篩的改性效率,并能有效地改善其催化性能。經(jīng)XRD表征后發(fā)現(xiàn),微波輻射加熱改性的分子篩其

3、特征峰未發(fā)生任何變化,說明其骨架結(jié)構(gòu)未被破壞。
　　 本文用不同濃度的Al2(SO4)3,TiCl4,Ti(SO4)2,FeCl3,Ce(NH4)2(NO3)6,InCl3在微波加熱條件下對(duì)Hβ分子篩進(jìn)行改性,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)0.5mol·L-1 Al2(SO4)3,0.04mol·L-1 InCl3和0.4mol·L-1 TiCl4改性HB分子篩催化效果較好,苯酐轉(zhuǎn)化率分別達(dá)到41.89％,49.09％,40.41％,苯酐選擇性分別達(dá)

4、到92.78％,75.35％,90.16％;而其它金屬鹽如Ti(SO4)2,FeCl3,Ce(NH4)2(NO3)6,改性分子篩的催化活性較低。將0.5mol·L-1 Al2(SO4)3改性的分子篩進(jìn)行再生性實(shí)驗(yàn),考察其使用壽命,發(fā)現(xiàn)改性后的分子篩可重復(fù)利用十次,苯酐轉(zhuǎn)化率和蒽醌選擇性未發(fā)現(xiàn)明顯下降。利用吡啶紅外吸附光譜、NH3程序升溫脫附、X射線粉末衍射、N2的吸附脫附等方法對(duì)催化劑進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)證明,中強(qiáng)酸是該反應(yīng)的活性中心,改性