CVD法制備Ti-SiO2與硅烷化改性及其催化丙烯環(huán)氧化.pdf

1、環(huán)氧丙烷是非常重要的有機(jī)原料，已經(jīng)工業(yè)化的制備方法包括氯醇法、共氧化法和雙氧水氧化法。由于氯醇法面臨嚴(yán)重污染問(wèn)題，該方法已被逐漸淘汰。新型的雙氧水氧化法由于需要配套建設(shè)雙氧水生產(chǎn)裝備，投資較大。共氧化法由于原料產(chǎn)地和聯(lián)產(chǎn)物銷(xiāo)售問(wèn)題，其生產(chǎn)受到了極大限制。以環(huán)己基過(guò)氧化氫為氧源的丙烯共氧化法，不需要循環(huán)回收裝置，設(shè)備投資少；環(huán)己基過(guò)氧化氫制備簡(jiǎn)單、來(lái)源廣泛，同時(shí)聯(lián)產(chǎn)物銷(xiāo)路好，因而發(fā)展前景較好。本文采用CVD法制備含鈦介孔催化劑，其催化效果

2、好，制備方法簡(jiǎn)單，具有較好的工業(yè)化前景。
　　本文首先考察了CVD過(guò)程中的空速、溫度、時(shí)間對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)及活性的影響。采用FT-IR、UV-Vis、氮?dú)馕锢砦降仁侄芜M(jìn)行了表征。結(jié)果表明隨著CVD溫度的增加催化劑比表面積、孔容逐漸減小，而孔徑則隨溫度的增加呈增大趨勢(shì)。當(dāng)CVD溫度達(dá)到800℃時(shí)，骨架內(nèi)的Ti組分向骨架外遷而移形成銳礦鈦。CVD時(shí)間大于1.0 h時(shí)，催化劑表面參與反應(yīng)的Si-OH反應(yīng)完全，催化劑中骨架Ti的含量影響催化

3、劑反應(yīng)效果。通過(guò)丙烯環(huán)氧化反應(yīng)對(duì)催化劑活性進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出較優(yōu)的CVD條件為：空速10 min-1、溫度700℃、時(shí)間1.5 h。
　　對(duì)CVD法制備的Ti/SiO2催化劑進(jìn)行后處理，考察了焙燒溫度及水熱處理?xiàng)l件對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)與性能的影響。氮?dú)馕锢砦?、拉曼光譜、紫外光譜、元素分析等表征結(jié)果表明，高于800℃的焙燒溫度改變了催化劑Ti組分的構(gòu)成，使骨架Ti脫除，骨架外的Ti含量增加。水熱處理不僅能提高硅烷化的程度還能去除部分銳礦鈦。反

4、應(yīng)評(píng)價(jià)得出較優(yōu)的焙燒溫度為700℃，較優(yōu)的水熱條件為：水量10 g/h，溫度300℃，時(shí)間2 h。
　　最后，對(duì)催化劑硅烷化改性進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，分別考察了硅烷化方式、試劑、時(shí)間、溫度、硅烷化試劑加入量的影響。采用FT-IR、UV-Vis、氮?dú)馕锢砦健⒃胤治?、熱重等手段進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，液相硅烷化效果略?xún)?yōu)于氣相硅烷化，9小時(shí)以后硅烷化接枝反應(yīng)基本結(jié)束，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間不能使硅烷化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。隨著硅烷化溫度的增加，催化劑表面