分子篩SBA-15負(fù)載雜多酸催化劑的制備及其催化合成檸檬酸三丁酯的研究.pdf

1、雜多酸是一種性能優(yōu)異的催化材料，它具有低溫高活性、高選擇性、對環(huán)境友好等優(yōu)點。介孔分子篩SBA-15具有規(guī)整、長程有序的孔道結(jié)構(gòu)，其水熱穩(wěn)定性好，比表面積大，被認(rèn)為是良好的催化劑載體。本論文以SBA-15分子篩為載體，采用水熱分散法、浸漬法、原位合成法和添加擴(kuò)孔劑原位合成法制備出一系列負(fù)載型雜多酸催化劑，通過XRD、FT-IR、NH<,3>-TPD、N<,2>吸附-脫附等手段對其進(jìn)行了表征。將所制備的催化劑用于檸檬酸三丁酯(TBC)合成

2、反應(yīng)，考察了合成的最佳工藝條件和催化劑使用壽命，取得了很好效果。結(jié)果表明：所制備催化劑比表面積大，催化活性高，使用壽命長，解決了雜多酸在均相催化反應(yīng)中存在的回收困難等問題。 首先，采用水熱分散法和浸漬法制備負(fù)載型雜多酸催化劑PW<,12>/SBA-15。XRD表征、FT-IR圖譜和孔徑分布圖表明，雜多酸高度分散在其孔道內(nèi)，雜多酸Keggin型結(jié)構(gòu)保持不變。PW<,12>/SBA-15用于催化合成TBC的最佳工藝條件：催化劑用量占

3、反應(yīng)物總量的1.1％，反應(yīng)溫度為150℃，反應(yīng)時間5～7h，負(fù)載量為20.3％～27％，醇酸比為4：1～5：1，反應(yīng)酯化率可達(dá)95％。催化劑重復(fù)使用30h后，活性下降不明顯。 其次，采用原位合成法制備了PW<,12>-SBA-15。所制備的催化劑具有純分子篩SBA-15的XRD特征峰，N<,2>吸附-脫附圖發(fā)現(xiàn)其孔徑有所變大，NH<,3>-TPD表征發(fā)現(xiàn)其表面存在明顯的強(qiáng)酸中心，F(xiàn)T-IR譜圖顯示磷鎢雜多酸的Keggin型結(jié)構(gòu)保

4、持不變。其催化合成TBC在最佳工藝條件下酯化率可達(dá)92％以上。催化劑在使用過程中，保持了良好的穩(wěn)定性。 最后，采用添加擴(kuò)孔劑均三甲苯(TMB)原位合成制備了PW<,12>-KSBA-15催化劑，并考察了其催化性能。X衍射表明所制備的催化劑具有SBA-15分子篩基本晶體結(jié)構(gòu)，其特征衍射峰向小角度有所偏移；N<,2>吸附-脫附數(shù)據(jù)表明孔徑有一定程度的增大，比表面積有所下降；FT-IR數(shù)據(jù)表明磷鎢雜多酸Keggin型結(jié)構(gòu)保持不變。其催