无额外模板剂合成多级孔道分子筛及其催化应用
传统微孔分子筛由于具有良好的择形作用、较强的酸性、较大的比表面积以及良好的水热稳定性，现在被广泛应用于吸附分离、石油化工催化等领域，但是微孔的存在会引起催化反应中大分子反应物的扩散限制，进而影响催化性能。目前，具有多级孔道结构的分子筛已经被证实能够有效解决分子筛中反应物扩散限制问题。
虽然有多种方法合成多级孔道分子筛，但是具有工业化前景的合成方法很少。本文的目的就是采用一种简单并且容易放大的方法合成多级孔道分子筛，并对其介孔的形成机理以及介孔的引入对苯烷基化、苯烷基转移反应的影响进行研究。
本课题首先采用拟固相法一步合成纳米级多级孔道Beta分子筛，合成过程中不需要添加额外的模板剂。通过低温氮气吸脱附、扫描电镜等表征手段对所合成的样品进行表征。研究表明，拟固相前驱体的含水量是合成多级孔道Beta分子筛的关键因素，过低的含水量将导致无定形硅铝酸盐的生成，而过高的含水量将得到晶粒尺寸较大的Beta分子筛。
通过改变其他合成条件，如晶化时间、Si/Al比、不同孔径的SiO2、TEA+含量、晶化温度、蒸发温度等，可实现对多级孔道Beta分子筛中介孔的调控。实验还发现，合成过程中首先形成微孔然后再形成介孔，并且分子筛介孔孔径与SiO2的介孔孔径大小有一定的关系;TEA+在合成过程中主要有两个作用:一部分TEA+在合成中起到微孔诱导剂的作用，另一部分TEA+在合成中可能起到限制晶粒生长的作用;在合成过程中Si/Al比、蒸发温度和晶化温度要适宜，过高的Si/Al比将导致介孔的消失，而过高的蒸发温度将导致无定形硅铝酸盐的形成。
与传统微孔Beta分子筛相比，所合成的多级孔道Beta分子筛在苯与丙烯烷基化反应中表现出良好的稳定性;在苯与多丁苯烷基转移反应中表现出较高的二丁基苯与三丁基苯转化率以及较高的目标产物叔丁基苯的选择性。
多级孔道;分子筛;无额外模板剂;可控介孔;吸附分离
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
陈标华
2013
中文
TQ426.94;TQ424.25
88
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）