鈦硅分子篩負載納米金催化劑的制備及其丙烯氣相環(huán)氧化性能的研究.pdf

1、環(huán)氧丙烷(PO)是一種重要的基礎有機化工原料，目前主要的生產工藝是氯醇法和共氧化法，前者消耗大量氯氣且環(huán)境不友好，后者投資成本大且原子不經濟。采用氧氣(O2)直接氧化法生產PO，副產物僅為水(H2O)，綠色環(huán)保。本文研究了鈦硅分子篩負載納米金催化劑（記為A u/TS-1）的制備及其應用于丙烯氣相環(huán)氧化反應中的催化性能。
　　本文首先從Au/TS-1的改性入手，對碳酸銫(Cs2CO3)作沉積沉淀劑制得的Au/TS-1 Cs催化性能進

2、行了探討，發(fā)現該催化劑在164℃下反應的丙烯氣相環(huán)氧化綜合性能比200℃下的更好。其中，164℃下的平均PO生成速率為～300 gPO·h-1·kgcat-1，PO選擇性為～98％和H2利用率為～26％。結果表明，該催化劑在不同溫度下的性能差異主要是因為Au粒徑的變化，164℃下反應6h后的Au平均粒徑為～3.6nm，200℃下反應6h后的Au平均粒徑則增至～5.1nm。催化劑表面的積碳和酸量并沒有明顯影響。164℃可能是更適合Au/T

3、S-1Cs的丙烯氣相環(huán)氧化反應溫度。然后，為了說明反應中主要Au活性位點的問題，制備了三種不同的催化劑(Au/TS-1，Au/un TS-1和Au/S-1/TS-1)。由Au/TS-1 Cs和Au/TS-1Na的Au負載量和平均PO生成速率可知，TS-1孔道內的Au納米簇(＜1.0nm)是主要Au活性位點。而Au/unTS-1在反應初期即有較低的催化活性，得出TS-1外表面小粒徑的Au納米簇(＜1.0nm)也是主要Au活性位點。對Au/

4、S-1/TS-1而言，通過改變Au/S-1/TS-1的S-1包裹厚度，得出TS-1外表面的小粒徑Au簇(＜1.0 nm)和孔道內的Au納米簇(＜1.0 nm)都是丙烯氣相環(huán)氧化反應中的主要Au活性位點。且計算得到Au/TS-1Cs外表面小粒徑Au納米簇(＜1.0nm)的PO生成速率為～30gPO·h-1·kgTS-1-1。最后，嘗試了沉積沉淀法制備的Au/TS-1Cs，并測試其在O2-H2O體系下的丙烯氣相環(huán)氧化反應性能。測得催化劑的平