新型多孔magadiite基異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成、表征及應(yīng)用研究.pdf

1、以人工合成的陽(yáng)離子層狀材料magadiite為主體，采用離子交換和模板自組裝法成功制備出新型多孔magadiite基異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料PMH和Al-magadiite基酸性材料PAMH。利用XRD、SEM/EDS、FTIR、TEM/HRTEM、TG-DTG和BET等手段系統(tǒng)研究了操作參數(shù)對(duì)PMH孔結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性的影響。以PMH為載體，通過(guò)負(fù)載Zr和嫁接Al得到了兩類負(fù)載型固體酸催化劑SZ/PMH和Al/PMH，分別用于酯化和烷基化反應(yīng)中，得到了

2、較好的催化性能。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 以水熱法合成出magadiite層狀主體，通過(guò)CTMABr改性得到層間距為2.83nm的膨化magadiite(QM)，進(jìn)一步引入助表面活性劑正癸胺(DA)和無(wú)機(jī)前驅(qū)體TEOS，在CTMABr-DA的共模板化作用及DA的堿催化作用下，TEOS在QM層間孔道內(nèi)水解縮聚自組裝為水合二氧化硅骨架，后經(jīng)焙燒得到新型多孔magadiite基異質(zhì)結(jié)構(gòu)PMH(d001=3.01nm)。表征分析表

3、明，PMH的比表面積高達(dá)729.2m2/g，熱穩(wěn)定性好（750℃結(jié)構(gòu)穩(wěn)定），并具有獨(dú)特的超大微孔到介孔(1.4-4.3nm)的孔結(jié)構(gòu)特征。
　　 以PMH為載體，采用均勻沉淀法負(fù)載不同量的SO42-/ZrO2(SZ)得到一類新的負(fù)載型固體超強(qiáng)酸SZ/PMH。經(jīng)NH3-TPD及吡啶吸附原位紅外分析其酸量(0.75-1.02mmol/g)明顯大于PMH(0.17mmol/g)，且L酸量明顯高于B酸。將該催化劑用于檸檬酸和正丁醇合成檸

4、檬酸三丁酯(TBC)的酯化反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)30wt.％SZ/PMH具有較高的催化活性，檸檬酸轉(zhuǎn)化率93.4％，TBC選擇性96.6％，收率90.2％。表明適中的負(fù)載量使得ZrO2均勻分散在PMH載體孔道內(nèi)，使更多的酸活性中心暴露出來(lái)，促進(jìn)了該類催化劑的催化性能。
　　 以PMH為載體，NaAlO2為Al源，采用后嫁接法將不同量的Al嫁接到PMH上，得到一類新型固體酸催化劑Al/PMH。其酸量(0.74-0.91mmol/g)明顯大于P

5、MH酸量。將該催化劑用于鄰苯二酚和叔丁醇生成對(duì)叔丁基鄰苯二酚(4-TBC)的烷基化反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)隨著Al含量的增加，鄰苯二酚轉(zhuǎn)化率略有下降，歸因于Al含量的增加可能導(dǎo)致載體壁厚增大，部分催化活性中心因空間位阻不能被充分利用。Si/Al摩爾比為10的樣品10-Al/PMH對(duì)產(chǎn)物4-TBC的選擇性較高(76.3％)，表明該催化劑具有優(yōu)良的擇形催化作用。
　　 采用水熱法將鋁引入magadiite主體層板，進(jìn)一步經(jīng)CTMABr預(yù)撐及其與D