超临界流体技术制备钛硅介孔材料
TS-1含钛分子筛作为优良的烃类选择性氧化催化材料，一直为催化材料研究者所关注。特别是大孔径的介孔钛硅材料在精细化工、药物化学及光催化反应领域显示出了比传统微孔材料更好的催化效果，因此具有较大孔径的介孔钛硅材料成为研究的热点。超临界流体具有粘度小、扩散性好及溶解能力强等优点，可替代传统的有机溶剂，近年来在材料制备领域得到了广泛的应用。超临界二氧化碳作为常用的超临界流体，是一种绿色溶剂。
本文通过两种不同的合成过程，在超临界二氧化碳/乙醇体系中，制备了两种钛物种存在形式不同的钛硅介孔材料Ti-SBA-15及TiO2/SBA-15，并通过环己烯氧化反应和亚甲基蓝光降解反应表征了各自的催化活性。首先，采用超临界二氧化碳/乙醇体系，通过后合成方法制备出一系列硅钛比不同的钛硅介孔材料Ti-SBA-15。XRD、XPS、TEM、FTIR、氮吸附以及固体29Si MAS NMR的测试结果表明，所有样品均保持了SBA-15的孔道结构，当Ti含量增加至Si/Ti=10时，产物中的Ti物种仍全部进入骨架，以四配位的形式存在，没有出现骨架外的TiO2。而随着Ti含量的继续增加，当Si/Ti=5时，在骨架外出现了TiO2锐钛矿晶相。以叔丁基过氧化氢（TBHP）为氧化剂，通过环已烯氧化反应评价催化剂的反应活性。反应24h的结果表明，催化剂Ti-SBA-15（Si/Ti=10）具有最高的反应活性（100%）和选择性（92%）；其次，在超临界流体中，采用后合成法，通过有机钛源的水解，制备了不同TiO2负载量的负载型钛硅介孔材料TiO2/SBA-15。各种测试结果表明，样品中均出现了锐钛矿晶相，Ti物种以六配位的形式存在。SBA-15的存在限制了锐钛矿晶体颗粒的增长以及向金红石相的转变，即便焙烧温度升至650℃，也没有发生相变。在超临界二氧化碳/乙醇溶剂体系中制备的质量分数为25%的TiO2/SBA-15样品，经650℃焙烧后，在亚甲基蓝光降解反应中展现出比P25更高的活性。
工业催化;钛分子筛;催化剂制备;超临界流体
北京化工大学
硕士
工业催化
李英霞
2009
中文
TQ426.6;TQ134.11
65
2010-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）