''MCM_41介孔分子筛的改性与应用研究
介孔分子筛MCM-41负载磷钨酸催化合成乙酸异戊酯的研究
洗 涤和干燥 ， 得到介孑 分子筛原粉． ５ ０ 空气气氛条件下焙烧脱除模板剂． Ｌ 在 ５ ％、
１ ． 负载 型杂 多酸催化剂 的制备 ．２ ２ 将 ０１ 、．３ １ 和 ２ ３ 的 ｌ一 钨酸 （Ｐ 分 别溶解 于 ２ｍＬ 中 ， ．１ ０ 、 ． ４ ０ ． ｇ ２磷 ３ Ｈ Ｗ） ５ 水 制成 不 同浓度 的 Ｈ Ｗ 溶液． Ｐ 分别 向不 同浓 度 的 Ｈ Ｗ溶液 中一 次加入 １ ｇ ＭＣ ４ Ｐ ． Ｍ一 １介孔 载体 ， ８ ℃水浴锅上搅拌 ， 到水全部蒸干 为止 ． 制备 的催 化剂分别命 名为 ： ０ 在 ０ 直 将
１ ％Ｈ Ｗ— Ｍ一 １３ ％Ｈ Ｗ— Ｍ Ｍ一 １５ ％Ｈ Ｗ— Ｍ一 １ ７ ％Ｈ Ｗ— Ｍ一 １ ０ Ｐ ＭＣ ４ 、０ Ｐ Ｃ ４ 、０ Ｐ ＭＣ ４ 和 ０ Ｐ ＭＣ ４ ． １ 乙酸 异 戊 酯 的 合 成 ． ３
在装有分水 器 、 度计 、 温 回流冷凝器 的 ５ ｍ ０ Ｌ三颈烧瓶 中， 加入定量 的原料 ， 带水剂及催化剂 ， 电热套 加热 回流分水 用 至几乎无水 分分出为止 ， 停止加 热 ， 冷却 ， 将催 化剂与反应 液过滤分离 ， 反应液分别用水 、 碳酸钠溶 液和水洗 ， 分液后酯层 用硫酸镁干燥 ， 收集 １ ８ １ ２ ３ ～ ４ ℃的馏分 即得无色透 明有香味 的液体． 通过酸值法确定酯化率． 酯化率％＝１ 反应后 的酸值／ （一 反应前 的酸值） ０ ％ ×１０
戊 酯 ． 察 了反 应 物 配 比 、 化剂 负载 量 及 用 量 、 应 时 间 及 带水 剂 用 量 对 产 品 酯化 率 的影 响 ． 验 结果 表 明 ： 考 催 反 实 合
成 乙酸异戊 酯的较优反应条件为 ：ｎ冰 乙酸）ｎ异戊醇）１１ （ｍｏｍｏ ， （ ：（ ＝ ：． ５ ｌ １ 负载量为 ５％， ／ ） ０ 催化剂用量 为反 应物
MCM-41介孔材料的制备、有机功能化改性及吸附性研究
关键词：重金属离子，ＭＣＭ－４１，有机功能化，吸附性能
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｗｉ也ｔｈｅ
ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｐａｃｅ ｏｆ ｍｏｄｅｍ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ
ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗａｓ ｔａｋｅｎ ｂｙ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ），
Ｘ．ｒａｙ ｉｎｆｒａｒｅｄ
ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ），
ｎｉｔｒｏｇｅｎ
ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ－ｄｅｓｏｒｐｆｉｏｎ
ａｎｄ
ｆｏｕｒｉｅｒ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
研究生（签名）：
盔蓥
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ｏｎ
ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌｓ Ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ
ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ａｎｄ
ｎａｔｕｒｅ．
Ｔｈｅ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ＭＣＭ一４ １ ａｎｄ ｉｔｓ ｏｒｇａｎｉｃ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ
介孔分子筛MCM-41的硅烷化改性及吸附性能研究的开题报告
介孔分子筛MCM-41的硅烷化改性及吸附性能研究的开题
报告
一、研究背景
介孔分子筛MCM-41是一种可调控孔径、高比表面积的介孔材料，具有很广泛的应用
前景，如催化剂载体、气体分离、药物控释等领域。
但是，MCM-41的官能化表面活
性位较少，导致其吸附性能受限。
为了提高MCM-41的吸附性能，可以采用化学修饰
方法进行表面改性。
二、研究内容
本研究旨在使用硅烷化改性方法对MCM-41进行表面改性，同时研究不同改性剂对MCM-41吸附性能的影响。
具体步骤如下：
1. 合成MCM-41介孔分子筛材料。
采用水热法合成，分别调控合成条件，制备出不同
孔径、比表面积的MCM-41材料。
2. 硅烷化改性方法。
选用不同的硅烷基改性剂对MCM-41进行硅烷化修饰。
通过FTIR、NMR等技术对改性前后的MCM-41进行表征。
3. 吸附性能研究。
利用Rhodamine B等有机染料作为模型污染物，研究不同改性后的MCM-41对模型污染物的吸附性能。
通过红外光谱、高效液相色谱等技术对吸附前后
的MCM-41进行表征分析。
三、研究意义
通过硅烷化改性方法对MCM-41进行表面改性，可以增加其表面的官能化位点，提高
吸附性能和选择性，丰富其应用领域。
本研究可为MCM-41的应用研究提供新的思路
和方法，同时也为其他材料的表面改性提供参考。
模板法制备MCM-41分子筛及应用
02
模板法制备MCM-41分子筛
模板剂的选择
模板剂种类
选择合适的模板剂是制备MCM-41分子筛的关键， 常用的模板剂包括阳离子表面活性剂、阴离子表面 活性剂、非离子表面活性剂等。
模板剂性质
模板剂的性质如碳链长度、电荷性质等对MCM-41 分子筛的形貌、结构和性能具有重要影响。
模板剂浓度
模板剂浓度的高低直接影响MCM-41分子筛的合成 速度和产物纯度。
04
MCM-41分子筛的应用
在吸附领域的应用
气体分离
MCM-41分子筛具有均匀的孔径和良 好的吸附性能，可用于气体分离领域， 如工业尾气的脱硫脱硝、氢气纯化等。
去除有害物质
MCM-41分子筛可以吸附水中的有机 物、重金属离子等有害物质，达到净 化水质的目的。
在催化领域的应用
石油化工
MCM-41分子筛作为催化剂载体， 可用于石油化工领域的催化裂化、加 氢裂化等反应，提高油品质量和产量 。
研究结论
模板法制备mcm-41分子筛具 有操作简便、条件温和、产物 纯度高等优点，为工业化生产 提供了可能。
通过调节模板剂的种类和浓度 ，可以实现对mcm-41分子筛 结构和性能的调控，为其在催 化、吸附和分离等领域的应用 提供了广阔前景。
mcm-41分子筛在催化裂化、 烷基化、脱蜡等石油化工领域 表现出优异的性能，有望替代 传统催化剂，降低能耗和环境 污染。
模板法制备MCM-41分子筛是当前研究的热点，通 过选择合适的模板剂和制备条件，可以实现对 MCM-41孔道结构和形貌的调控。
研究意义
探索新型的模板剂和制备方法，提高MCM-41分子筛的合成效率 和可控性，对于推动分子筛材料的发展和应用具有重要意义。
MCM-41介孔分子筛的合成表征及应用的研究
目录目录 (I)摘要 (II)ABSTRACT....................................................................................................................................................... I II 第一章前言.. (1)1.1介孔分子筛的定义及特征 (1)1.2MCM-41介孔分子筛的研究进展 (1)1.3MCM-41分子筛的制备机理 (1)1.4A L-MCM-41制备机理 (3)1.5A L-MCM-41分子筛的表征手段 (4)（１）X射线衍射（XRD） (4)（２）低温氮气吸附-脱附 (4)（３）红外光谱（FT—IR） (5)1.6A L-MCM-41分子筛的应用 (5)1.7选题的意义与目的 (5)第二章实验 (7)2.1实验试剂及仪器 (7)（1）试剂 (7)（2）仪器 (7)2.2A L-MCM-41分子筛的合成 (7)2.3A L-MCM-41分子筛的表征 (8)（1）XRD表征测试条件 (8)（2）N2吸附 (8)2.4A L-MCM-41分子筛的应用 (9)（1）标准曲线的绘制 (9)（2）吸附研究 (9)2.5结果与讨论 (11)（1）Al-MCM-41介孔分子筛的结构表征 (11)（2）Al-MCM-41应用（对重金属吸附）研究 (13)第三章结论与展望 (16)3.1结论 (16)3.2展望 (16)参考文献 (17)致谢 (19)刘权浩摘要MCM-41具有大比表面积、长程有序结构等优点而备受关注，但是由于其酸度的影响，使纯硅MCM-41的催化、吸附等能力受到限制，研究表明引入杂三价离子能得到一个β酸位，从而提高分子筛的性能。
本文以CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）为模板，TEOS（正硅酸乙酯）为硅源，偏铝酸钠为铝源，采用水热晶化法合成Al-MCM-41分子筛，采用XRD 衍射、氮气吸附等测试手段对合成产物进行表征，通过重金属离子吸附测试考察Al-MCM-41分子筛的吸附能力，分析其应用前景，结果表明：Al-MCM-41比纯硅MCM-41分子筛拥有更强的酸性，对重金属离子Cd2+吸附能力有所提高，拥有广泛的应用前景，极具开发价值。
MCM-41介孔分子筛固载杂多酸催化剂的制备及催化性能的研究
MCM-41介孔分子筛固载杂多酸催化剂的制备及催化性能的研究目录摘要........................................................................................................................... .................................... I Abstract .............................................................................................................. ............................................ II 第一章文献综述及课题选择. (1)1.1 引言 (1)1.2 MCM-41介孔分子筛的研究进展 (2)1.2.1 MCM-41介孔分子筛概述 (2)1.2.2 MCM-41 介孔分子筛的合成机理 (3)1.2.3 MCM-41 介孔分子筛的合成方法 (5)1.2.4 MCM-41 介孔分子筛合成的影响因素 (8)1.2.5 MCM-41 介孔分子筛的改性研究 (8)1.3 杂多酸类催化剂的应用研究 (10)1.3.1 杂多酸化合物简介 (10)1.3.2 杂多酸化合物的结构 (11)1.3.3 杂多酸化合物的性质 (12)1.3.3 杂多酸化合物的固载化 (14)1.3.4 固载型杂多酸催化剂的应用 (15)1.4 论文选题意义及主要研究内容 (16)第二章实验部分 (18)2.1 实验原料和仪器 (18)2.1.1 实验原料 (18)2.1.2 实验仪器 (18)2.2 催化剂的制备 (19)2.2.1 MCM-41 介孔分子筛的制备 (19)2.2.2 固载活性组分 (19)2.3 材料的表征方法 (20)2.3.1 X-射线衍射（XRD） (20)2.3.2 N2物理吸附（BET） (20)2.3.3 傅里叶变换红外光谱（FT-IR） (20)2.4 催化剂的性能评价 (21)2.4.1 反应评价装置流程图 (21)2.4.2 催化反应 (21)2.4.3 评价指标 (21)第三章催化剂表征 (23)3.1 催化剂XRD表征 (23)3.2 N2吸附-脱附 (24)3.3 催化剂样品酸强度表征 (26)3.4 本章小结 (27)第四章催化剂催化正庚烷异构反应 (28)4.1 催化剂制备条件对正庚烷异构化反应的影响 (28)4.1.1 活性组分固载量对Ni-HSiW/MCM-41 催化性能的影响 (28) 4.1.2 催化剂焙烧的影响 (31)4.2 催化剂还原条件对庚烷异构化的影响 (32)4.2.1 还原温度的影响 (32)4.2.2 还原时间的影响 (33)4.2.3 还原H2流速的影响 (34)4.3 催化剂反应条件对庚烷异构化的影响 (35)4.3.1 反应温度的影响 (35)4.3.2 反应经时变化的影响 (36)4.4 本章小结 (37)第五章结论 (38)参考文献 (39)致谢 (45)作者简介 (46)。
MCM-41介孔分子筛在精细有机合成非均相催化中的应用
题目MCM-41介孔分子筛在精细有机合成非均相催化中的应用作者姓名巴得儒指导教师王长青班级14级化学工程与工艺学号20142090132MCM-41介孔分子筛在精细有机合成非均相催化中的应用摘要：本文综述了近年来介孔分子筛MCM-41在精细有机合成非均相催化中的应用,特别是手性合成等领域的研究进展。
关键词MCM-41非均相催化剂精细有机合成手性合成固相化Abstract Recent researches focusing on the application of mesoporous MCM-41 to heterogeneous catalysis in the synthesis of fine chemicals are reviewed.MCM-41,with an extremely high surface area,uni-Form pores of 15—100•and mild acidity,shows great promise in catalysis of bulky molecule reactions in-volved in the synthesis of fine chemicals especially chiral compounds.Key words MCM-41; heterogeneous catalysis; fine chemical synthesis; chiral synthesis; immobi-lization在传统精细化学品生产过程中大量使用均相酸碱催化剂。
由于其存在难分离、难重复利用和腐蚀污染严重等问题,已成为制约精细化学品生产可持续发展的“瓶颈”。
因此,开发精细合成用环境友好固体酸碱催化剂已成为催化剂研制的热点领域之一。
具有大比表面积的多孔物质如:有机树脂和无机多孔沸石等作为载体的催化剂得到了巨大的发展。
但由于受这些载体本身结构和性能的限制,其在精细有机合成中的催化应用受到了束缚。
硫酸改性MCM-41分子筛催化剂的制备及其在甘油脱水制备丙烯醛中的应用
硫酸改性MCM-41分子筛催化剂的制备及其在甘油脱水制备丙烯醛中的应用朱烨楠;马田林;丁建飞【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2016(024)001【摘要】以MCM-41介孔分子筛作为载体,采用等体积浸渍法负载硫酸制得H2SO4/MCM-41催化剂,其结构和性能经吡啶红外,XRD,N2吸附-脱附和NH3-TPD表征.并研究了其对甘油脱水制备丙烯醛的催化性能.结果表明:硫酸负载量为10％时,丙烯醛产率最高(85.5％),改性后催化剂保持介孔结构,且酸性增强,Br(o)nsted酸比例增加.【总页数】5页(P67-70,74)【作者】朱烨楠;马田林;丁建飞【作者单位】盐城工学院化学化工学院,江苏盐城224051;盐城工学院化学化工学院,江苏盐城224051;南京工业大学化学化工学院,江苏南京210009;盐城工学院化学化工学院,江苏盐城224051【正文语种】中文【中图分类】O623.512;O643.3【相关文献】1.H3PO4/MCM-41-T分子筛催化剂的制备及其在甘油气相脱水制备丙烯醛中的应用 [J], 马田林;朱烨楠;邵荣;云志;丁建飞2.WO3/Al2O3-TiO2催化剂的制备及其在甘油气相脱水制备丙烯醛中的应用 [J], 刘涛;王奂祎;贺站锋;王丹;蒋毅3.磷酸锆负载金属氧化物催化剂的制备及其在甘油脱水制丙烯醛中的应用 [J], 王理霞;张伟;刘江永;张国林;菅盘铭4.H_3PW_(12)O_(40)/Al_2O_3催化剂在甘油脱水制备丙烯醛反应中的性能评价[J], 张跃;丁海亮;刘建武;严生虎;沈介发5.H_3PW_(12)O_(40)/Al_2O_3催化剂在甘油脱水制备丙烯醛反应中的性能评价研究 [J], 张跃;丁海亮;刘建武;严生虎;沈介发因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第37卷第1期当 代 化 工V ol.37,N o.1 2008年2月C ontem porary Chemical Industry February,2008 MCM-41介孔分子筛的改性与应用研究Ξ佟以超1,2,吴 冰1,沈 健1,温钦武1(1.辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺113001; 2.中国石油抚顺石化公司,辽宁抚顺113015)摘 要: 纯MC M-41介孔分子筛具有稳定的骨架结构、孔道规则排列有序、孔径分布窄等优点,但其水热稳定性较差、酸性弱、孔径不够大、难以用于大分子反应。
研究人员采用扩孔改性、金属改性、杂多酸改性和其它改性等方法对MC M-41介孔分子筛进行改性,以改善其催化性能。
介绍了MC M-41介孔分子筛的改性及其在石油化工过程中的应用。
关 键 词: MC M-41介孔分子筛;改性;扩孔;金属改性;杂多酸中图分类号: T Q423 文献标识码: A 文章编号: 167120460(2008)0120105205 1992年,美国M obil公司的科学家Beck等人[1-2]首次人工合成出一种新的结晶硅酸盐Π硅铝酸盐中孔材料—M41S系列,其中MC M-41以其独特的孔道结构和表面特性,在制备高效催化剂载体和特种材料方面显示出微孔分子筛所不具有的优越性[3-6],因此介孔材料的研究和开发对理论研究和实际生产应用均有显著意义。
MC M-41的合成一般采用有机表面活性剂和硅源来制备,主要采用水热合成法。
由于全硅MC M-41离子交换能力小,酸含量及酸强度低,不具备催化氧化反应能力,热稳定性及水热稳定性差,必须对其进行改性。
因此,人们对其进行了大量的改性研究。
本文就介孔分子筛MC M-41的改性与应用做一个简要评述。
1 MCM-41介孔分子筛—扩孔改性传统的MC M-41介孔分子筛,其孔径对于大分子反应仍嫌较小。
合成出具有较大孔径的介孔分子筛是研究的一个热点。
改变表面活性剂碳链长度[7-8]可以调节分子筛的孔径、但其调节范围有限,常用加入增孔剂的方法来增加孔径。
在表面活性剂胶团中加入一些增溶疏水性物质,可以改变胶团的大小和形状,增大介孔分子筛的孔径。
通常把这种产生扩孔效果的物质称为膨胀剂(swellingagent)或增孔剂。
增孔剂可以是极性分子也可以是非极性分子。
常用的增孔剂有铵类、1,3,5-三甲基苯、直链烷烃、癸烷与1,3,5-三甲基苯的混合物,叔戊醇等。
Sayari A等[9]用铵作为增孔剂合成具有更大孔径的MC M-41分子筛。
研究发现,N,N-二甲基十六烷基铵(DMH A)作为增孔剂可以在室温下合成出具有较大孔径的MC M-41。
随着铵在合成中含量的增加,孔径增大,最大可达到7.7nm,同时孔的无序性也增加。
用该材料合成的分子筛孔径分布窄,又非常大的孔容。
汪杰等[10]以催化油浆为增孔剂合成出MC M -41分子筛,考察了表面积、平均孔径以及孔容等随催化油浆添加量的变化规律。
结果表明,当催化油浆与十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为0.15∶1时,MC M-41分子筛的表面积可达1163.Ξ收稿日期:2008201215 修订日期:2008201219作者简介:佟以超(1973-),男,辽宁葫芦岛人,长期在石化企业从事生产技术工作。
现为辽宁石油化工大学在读工程硕士研究生。
联系人:沈健,E-mail:sj6673120@。
7m2/g,孔容可达到1.34cm3/g,平均孔径为4.34 nm。
2 MCM-41介孔分子筛—金属改性2.1 过渡金属作活性组分人们常用浸渍、掺杂、离子交换等方法制备金属负载型MC M-41改性催化剂,以使改性后的催化剂具有不同的结构与活性,能用于酸性、碱性或氧化还原催化过程。
时维振等[11]以硅酸钠作硅源,硫酸铈作铈源,四甲基氢氧化铵作矿化剂,十六烷基三甲基溴化铵作模板剂,在盐酸存在的温和条件下合成Ce -MC M-41介孔分子筛。
分析结果表明,铈原子可能以高分散的形式存在于MC M-41介孔分子筛的骨架结构中。
以Ce-MC M-41作催化剂, H2O2为氧化剂,在冰醋酸介质中,进行环己烷氧化成环己酮和环己醇的反应,得到较好的结果。
王瑶[12]用全硅MC M-41共浸渍法担载C o-M o制成加氢脱硫催化剂,其金属担载量为W (M oO3)=20%。
将催化剂分别应用于二苯并噻吩(DBT)、4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)和高硫直馏柴油加氢脱硫反应中,考察其催化活性,并与日本某深度加氢脱硫催化剂(DH DS)作了比较。
结果表明,所研制的催化剂对DBT、4-MDBT、4,6-DM2 DBT和高硫直馏柴油(w(S)=2.83%)均具有很高的加氢脱硫活性,高于DH DS催化剂的活性。
MC M-41担载的催化剂最佳C o/M o原子比为0. 75,高于以γ-Al2O3作载体的市场上广泛应用的C o-M o催化剂,这可能是活性组分在表面高度分散的结果。
李望良等[13]采用不同n(SiO2)/n(Al2O3)的配料以水热合成法合成出不同铝含量的MC M-41分子筛,与HY分子筛及γ-Al2O3混合为载体,浸渍M o-Ni-P制备成加氢催化剂。
然后以萘的甲苯溶液为反应物,考察了铝含量对催化剂加氢性能的影响,并与以γ-Al2O3、HY-γ-Al2O3为载体的加氢催化剂进行了对比,实验结果表明,随着配料n(SiO2)/n(Al2O3)的降低,MC M -41中铝含量增加,但相对结晶度下降;采用MC M-41、HY分子筛及γ-Al2O3混合为载体比以γ-Al2O3、HY-γ-Al2O3混合为载体的Ni-M o-P催化剂具有更高的萘加氢饱和-开环性能,在载体的分子筛之间存在着协同作用,且随着分子筛中铝含量的增大,催化剂的加氢开环活性提高。
吕仁庆等[14]采用竞争浸渍法,将经过预处理的定量H MC M-41分子筛放入化学计量的PdCl2酸性溶液中(pH为4),浸渍4h,120℃干燥3h, 550℃活化分解,得到PdΠMC M-41催化剂。
以裂解汽油加氢为探针反应,研究了负载型催化剂的加氢性能,并与PdΠZS M-5催化剂进行对比试验发现,该催化剂具有较少的强酸中心和较高的热稳定性。
在裂解汽油一段加氢过程中,Pd/MC M -41催化剂在较高温度下,显示出较高的活性和较低的胶质生成几率。
张杰等[15]以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,水玻璃为硅源,55℃水热条件下,合成了介孔Cr-MC M-41分子筛。
将Cr-MC M-41催化剂用于环己烷选择性氧化反应。
实验结果表明,催化剂用量为0.12g、环己烷30mm ol,以环己酮为引发剂,在373K条件下反应12h,环己烷转化率达到52.4%,环己酮选择性较高。
这表明Cr-MC M-41是一种温和、高效的选择性催化氧化环己烷催化剂。
2.2 镧系金属作活性组分镧系金属及其氧化物具有许多特殊的性质,在工业上得到了广泛的应用。
例如,在汽车尾气净化装置中,氧化铈作为助剂促进其运行的稳定性。
随着人们对掺杂金属的MC M-41材料的研究,发现掺杂金属的MC M-41材料有着特殊的性质,因此,掺杂镧系金属元素的MC M-41新型介孔材料就具有很高的研究价值。
胡冰等[16]选取了镧系中有代表性的4种元素铈Ce、钕Nd、铕Eu、铒Er进行搀杂镧系金属MC M-41材料的合成,并用XRD、HRTE M、E DS和BET等方法表征。
考察结果表明,镧系元素搀杂到了MC M-41分子筛的结构框架中,并对其有序孔道有相似的影响。
随着Ln(Ln代表镧系金属)搀杂量的增加,介孔材料的比表面积大幅度下降,有序度降低。
由于结构中的Si(I V)被Ln(Ⅲ)所取代,镧系收缩使搀杂MC M-41有序孔道d值缩小;当Ln搀杂量上升时,其d值增加,并渐渐导致601 当 代 化 工 第37卷第1期介孔硅骨架失稳并趋向混乱,最终可以造成介孔结构长程有序的完全破坏。
邓启刚等[17]在乙二胺为碱性介质的有机弱碱体系中,分别合成的低硅铝(硅镧)摩尔比的Al -MC M-41、La-MC M-41和Al-La-MC M-41介孔分子筛具有典型的六方介孔结构特征,此种方法合成的分子筛均具有较好的结构有序性,较高的比表面积,能达到中强酸酸度。
将Al-MC M -41、La-MC M-41和Al-La-MC M-41分别用于催化正辛醇乙氧基化反应,实验结果表明Al-La-MC M-41具有更高的催化活性,且产物分子量分布较窄,催化剂重复使用3次反应速率没有降低。
3 MCM-41介孔分子筛———固体杂多酸改性纯MC M-41酸性较弱,对于大量的酸性催化反应其酸性远远不够,需对其进行酸改性。
常用的负载酸有磷酸、磺酸和杂多酸等,其中固体杂多酸是一类新类型的催化材料,得到人们的青睐,将其负载在MC M-41上,可以使MC M-41的酸性增强并更好的发挥MC M-41的特性。
王兴等[18]对负载于不同载体上的杂多酸进行比较,发现其活性大小顺序依次为:SiW>MC M -41>SiWΠSiO2>SiWΠC>SiWΠβ沸石。
其原因可能是中孔分子筛的孔道直径较大,从而有利于杂多酸阴离子进入而达到充分分散的作用。
K resge等[19]将杂多酸HPA固载于MC M-41上,将制得的催化剂应用于丁烷异构化为异丁烷的反应中,并与ZS M-5催化剂进行比较,实验结果表明,其反应选择性超过80%大大高于ZS M-5催化剂。
K ozheunikov等[20]将H3PW12O40固载于MC M-41上,将制得的催化剂应用于4-叔丁基苯酚和异丙烯的烷基化反应,与纯HPA和H2S O4进行对比发现,其催化活性高于纯HPA和H2S O4。
尹国俊[21]采用水热分散法将磷钨钼酸负载在MC M-41分子筛上,制得H3PW6M o6040/MC M-41催化剂。
将其应用在以环己酮和1,2-丙二醇为原料合成了环己酮1,2-丙二醇缩酮实验中,实验结果表明,该催化剂对合成环己酮和1,2-丙二醇缩酮具有良好的催化活性,与铌酸、硫酸铁和维生素C3种催化剂相比,催化剂用量少,酯化时间短,产品收率较高。
金英杰等[22-23]采用水热分散法制得负载型SiW12ΠH AlMC M-41催化剂,XRD、IR、NH3-TPD、N2吸附及热水抽提方法表征催化剂的酸性、孔结构,杂多酸的分散性及载体的晶体结构状况。
结果表明,SiW12ΠH AlMC M-41催化剂具有较强酸性、中孔分布窄和较高的催化活性。
将该催化剂应用到苯与长链烯烃烷基化制直链烷基苯的实验中,实验发现,该负载型中孔分子筛催化剂在较低反应温度下对苯-长链烯烃烷基化反应显示出较高的催化活性、稳定性和线性烷基苯选择性。