疏水性SBA-15固體酸催化劑的制備、表征及性能研究.pdf

1、介孔分子篩 SBA-15具有高比表面積、孔道結(jié)構(gòu)規(guī)則、孔徑易于調(diào)節(jié)、熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性好、內(nèi)外表面易改性等優(yōu)點(diǎn)，因此在催化化學(xué)和吸附分離等領(lǐng)域有很大的潛在應(yīng)用前景。對(duì) SBA-15進(jìn)行有機(jī)功能化修飾，在原子和分子水平上對(duì)催化劑進(jìn)行設(shè)計(jì)，為合成功能優(yōu)異的多相反應(yīng)催化劑提供了途徑。本論文分別采用嫁接法和直接法合成了疏水性 SBA-15介孔分子篩固體酸催化劑，使其同時(shí)具有不同的疏水性質(zhì)和可調(diào)控的酸中心數(shù)，并在乙酸和正丁醇的酯化反應(yīng)中考察了其

2、催化性能。研究主要包括以下三部分:
　　1.在合成 SBA-15介孔分子篩的基礎(chǔ)上，用嫁接法在介孔分子篩 SBA-15的外表引入不同的疏水性有機(jī)基團(tuán)，除去模板劑后，在其內(nèi)表面引入丙磺酸基團(tuán)，從而得到嫁接法改性的SBA-15介孔分子篩固體酸。經(jīng) XRD表征發(fā)現(xiàn)，嫁接法改性的SBA-15較好地保持了 SBA-15有序的二維六方孔道結(jié)構(gòu)。經(jīng) IR、測(cè)定接觸角、滴定酸量等表征發(fā)現(xiàn)有機(jī)基團(tuán)已經(jīng)定位引入到SBA-15的內(nèi)外表面，且經(jīng) TGA表

3、征發(fā)現(xiàn)，引入的有機(jī)基團(tuán)的熱穩(wěn)定性較好。
　　2.以三嵌段共聚物 PEO20-PPO70-PEO20（P123）為模板劑，正硅酸乙酯為硅源，與合適的硅烷共縮聚，用直接法制備了疏水性 SBA-15介孔分子篩固體酸。經(jīng) XRD表征發(fā)現(xiàn)直接法改性的SBA-15同樣具有較好的有序孔道結(jié)構(gòu)，但在帶有有機(jī)基團(tuán)的硅烷的引入量達(dá)到26.42％時(shí)，很難得到有序的介孔結(jié)構(gòu)。經(jīng) IR、測(cè)定接觸角、滴定酸量等表征發(fā)現(xiàn)有機(jī)基團(tuán)已很好的引入到SBA-15中，且

4、其改性效果比嫁接法改性的相應(yīng)樣品要好。其中制備的催化劑樣品 d-C16H33-SBA-15-SO3H（α=0.111）的潤(rùn)濕接觸角可達(dá)91.90o，酸量達(dá)0.98mmolH+/g，經(jīng) TGA表征同樣發(fā)現(xiàn)其引入有機(jī)基團(tuán)的熱穩(wěn)定性較好。
　　3.以乙酸和正丁醇的酯化反應(yīng)為探針實(shí)驗(yàn)，考察了改性 SBA-15的催化性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)樣品 d-C16H33-SBA-15-SO3H（α=0.111）的催化效果最優(yōu)。在催化劑用量為乙酸質(zhì)量的10%，