環(huán)己烯水合催化劑ZSM-5的制備及改性研究.pdf

1、環(huán)己醇是優(yōu)良的中高沸點有機化工產(chǎn)品,被廣泛應用于有機化工工業(yè),涂料和紡織工業(yè)等領域。高硅沸石ZSM-5具有均勻的孔道結構,很高的擇形性和熱穩(wěn)定性,是目前國內(nèi)外環(huán)己烯水合制備環(huán)己醇的主要催化劑。開發(fā)廉價的ZSM-5合成途徑,并對沸石進行適當修飾,使之更適合于水合反應是一個重要的研究方向。
　　本文以合成環(huán)己烯水合催化劑ZSM-5為主要研究對象,首次采用廉價易得的低模數(shù)(n=1.03)水玻璃作為硅源,通過改良傳統(tǒng)的分子篩合成途徑,成功

2、合成出ZSM-5分子篩。借助X射線衍射儀(XRD)和掃描電鏡(SEM)對ZSM-5分子篩進行表征,并且分別考察了反應溫度、反應時間、pH、用水量、晶種及攪拌條件等對ZSM-5(SiO2/A12O3=50)催化劑結晶度及晶貌的影響,得到了最佳分子篩合成條件:反應溫度170℃,反應時間24h,pH=10,反應原料摩爾比n(SiO2):n(H2O)=l:40。
　　以水玻璃、硅溶膠、正硅酸乙酯作為不同硅源制得ZSM-5,通過對比產(chǎn)物結晶

3、度、晶貌、紅外光譜、表面酸量、熱穩(wěn)定性等,發(fā)現(xiàn)低模數(shù)水玻璃作為硅源合成的無模板劑ZSM-5要優(yōu)于其他兩種硅源合成的分子篩。對環(huán)己烯水合反應工藝條件進行優(yōu)化,同時考察了不同合成條件下制得的ZSM-5在環(huán)己烯水合反應中的催化活性。以水玻璃為硅源,在最佳合成條件下得到的ZSM-5具有最高的催化活性,環(huán)己烯轉化率為10.1％,環(huán)己醇選擇性為99.8%。
　　使用六甲基二硅氮烷(HMDSZ)、三甲基氯硅烷(TMCS)、三乙基氯硅烷(ECS)

4、、叔丁基二甲基氯硅烷(BDCS)對ZSM-5表面進行改性,并使用測角儀對改性催化劑的表面親水性進行測量,經(jīng)改性后的ZSM-5從親水性變成了疏水性。三乙基氯硅烷改性后的ZSM-5與水的接觸角最大,疏水性最強,而經(jīng)三甲基氯硅烷改性的ZSM-5,在四種改性催化劑中催化活性最高,在靜置條件下,環(huán)己烯轉換率3.4%,環(huán)己醇選擇性89.1%。首次使用三甲基氯硅烷和鈮酸同時對ZSM-5表面進行修飾來增加ZSM-5表面酸量、改善環(huán)己烯與催化劑的接觸情況