N-,2-O一步氧化苯制苯酚的催化劑研制與性能分析.pdf

1、本文采用離子交換法(如Fe3+、Cu2+、K+、Pd2+、Ce3+和La3+等)對不同結(jié)構(gòu)(ZSM-5、MCM-22和β)分子篩進(jìn)行改性，制備了一系列用于N2O一步氧化苯制苯酚的分子篩，采用N2氣氛對分子篩進(jìn)行高溫焙燒預(yù)處理，得到不同高溫焙燒處理的催化劑樣品。 采用固定床積分反應(yīng)器并以單因素實(shí)驗(yàn)法，較為系統(tǒng)地考察了溫度、空速和原料配比等因素對反應(yīng)過程的影響，確定了相對適宜的催化劑性能評價條件：常壓、400℃、原料配比苯：N2O：

2、He(mol)=50：5：45和標(biāo)準(zhǔn)空間速度4636h-1。 基于上述確定的評價標(biāo)準(zhǔn)和制備的細(xì)粉催化劑(40-60目)，詳細(xì)考察了Si/Al比(催化劑中SiO2與Al2O3摩爾比，即n(SiO2)/n(Al2O3))、Fe含量、所用金屬類別、分子篩構(gòu)型和預(yù)處理方式等對催化劑性能的影響。結(jié)果表明：(1)隨著Si/Al比的增加，N2O轉(zhuǎn)化率降低，苯酚選擇性增加；(2)隨著Fe3+含量的增加，N2O轉(zhuǎn)化率增加，苯酚選擇性降低；(3)金

3、屬Cu改性與Fe改性的催化劑性能相差甚遠(yuǎn)；在Fe-ZSM-5分子篩中引入貴金屬Pd、堿金屬K和鑭系元素La、Ce等并不能起到減緩催化劑失活速率和提高催化劑壽命的作用；(4)MFI構(gòu)型的Fe-ZSM-5分子篩性能明顯優(yōu)于MWW構(gòu)型的Fe-MCM-22及BEA構(gòu)型Fe-β分子篩；(5)高溫焙燒預(yù)處理對提高苯酚選擇性及苯酚收率有利，但對分子篩活性的維持不利。相對而言，選擇800℃的焙燒預(yù)處理溫度比較適宜。 利用XRD、NH3-TPD、

4、27AlMASNMR、FTIR、XPS、UV-vis和H2-TPR等方法對Fe-ZSM-5分子篩高溫焙燒前后的性能變化進(jìn)行了表征，結(jié)果表明：(1)Fe離子以非骨架鐵的形式負(fù)載于Fe-ZSM-5分子篩的表面或孔道中，其存在態(tài)為Fe2O3；(2)高溫焙燒處理導(dǎo)致分子篩發(fā)生骨架脫鋁，并在表面形成新的五配位鋁；(3)高溫焙燒使Fe-ZSM-5表面的Fe2O3含量降低，所誘發(fā)的Fe離子表面遷移形成了更多有利于苯酚生成的活性位，因而能顯著提高苯酚的