N<,2>O一步氧化苯制苯酚的催化剂研制与性能分析
本文采用离子交换法(如Fe3+、Cu2+、K+、Pd2+、Ce3+和La3+等)对不同结构(ZSM-5、MCM-22和β)分子筛进行改性，制备了一系列用于N2O一步氧化苯制苯酚的分子筛，采用N2气氛对分子筛进行高温焙烧预处理，得到不同高温焙烧处理的催化剂样品。
采用固定床积分反应器并以单因素实验法，较为系统地考察了温度、空速和原料配比等因素对反应过程的影响，确定了相对适宜的催化剂性能评价条件：常压、400℃、原料配比苯：N2O：He(mol)=50：5：45和标准空间速度4636h-1。
基于上述确定的评价标准和制备的细粉催化剂(40-60目)，详细考察了Si/Al比(催化剂中SiO2与Al2O3摩尔比，即n(SiO2)/n(Al2O3))、Fe含量、所用金属类别、分子筛构型和预处理方式等对催化剂性能的影响。结果表明：(1)随着Si/Al比的增加，N2O转化率降低，苯酚选择性增加；(2)随着Fe3+含量的增加，N2O转化率增加，苯酚选择性降低；(3)金属Cu改性与Fe改性的催化剂性能相差甚远；在Fe-ZSM-5分子筛中引入贵金属Pd、碱金属K和镧系元素La、Ce等并不能起到减缓催化剂失活速率和提高催化剂寿命的作用；(4)MFI构型的Fe-ZSM-5分子筛性能明显优于MWW构型的Fe-MCM-22及BEA构型Fe-β分子筛；(5)高温焙烧预处理对提高苯酚选择性及苯酚收率有利，但对分子筛活性的维持不利。相对而言，选择800℃的焙烧预处理温度比较适宜。
利用XRD、NH3-TPD、27AlMASNMR、FTIR、XPS、UV-vis和H2-TPR等方法对Fe-ZSM-5分子筛高温焙烧前后的性能变化进行了表征，结果表明：(1)Fe离子以非骨架铁的形式负载于Fe-ZSM-5分子筛的表面或孔道中，其存在态为Fe2O3；(2)高温焙烧处理导致分子筛发生骨架脱铝，并在表面形成新的五配位铝；(3)高温焙烧使Fe-ZSM-5表面的Fe2O3含量降低，所诱发的Fe离子表面迁移形成了更多有利于苯酚生成的活性位，因而能显著提高苯酚的选择性。
分子筛;苯;一步氧化法;苯酚;高温焙烧;离子交换法;催化剂;改性处理
北京化工大学
硕士
化学工艺
李建伟
2006
中文
TQ426;TQ243.12
63
2006-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）