本文關(guān)鍵詞：IM-5分子篩的合成及其在甲苯甲醇烷基化反應(yīng)中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微孔分子篩是有規(guī)則骨架結(jié)構(gòu)和孔道尺寸的硅鋁酸鹽晶體。由于具有分子尺寸的孔道，分子篩在吸附、催化、離子交換等領(lǐng)域都顯示出獨(dú)特的特性。分子篩應(yīng)用范圍的擴(kuò)大使人們對具有特殊孔道結(jié)構(gòu)、一定酸堿性質(zhì)的新形分子篩的需求急劇增加。近年來，以雙季銨鹽為模板劑的合成越來越受到人們的重視。相對于剛性小分子模板劑，雙季銨鹽本身不但具有較高的骨架電荷密度，還具有豐富的可變形性質(zhì)，在合成新結(jié)構(gòu)或特定結(jié)構(gòu)的分子篩上雙季銨鹽顯示出了獨(dú)特的優(yōu)勢。以弱Br nsted酸為活性中心，同時依靠分子篩孔道擇形性質(zhì)的甲苯甲醇烷基化反應(yīng)也因其制備二甲苯的新穎途徑而備受關(guān)注。以ZSM-5及其改性的分子篩在該反應(yīng)上表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，但還存在著諸如甲苯轉(zhuǎn)化率低、催化劑穩(wěn)定性不高等問題。 IM-5分子篩就是利用吡咯烷類雙季銨鹽類模板劑導(dǎo)向合成的一種具有二維孔道結(jié)構(gòu)的新形分子篩。區(qū)別于其他分子篩的是在IM-5分子篩中存在有限的第三維孔道。IM-5具有良好的水熱穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性； Br nsted酸和Lewis酸量均與TUN結(jié)構(gòu)分子篩接近；Br nsted酸和Lewis酸量比則與ZSM-5分子篩接近；很長時間以來IM-5分子篩都是參照原始專利合成的。按照專利方法吡咯烷類雙季銨鹽模板劑要提前合成并提純，這樣就存在著合成周期長、效率低等問題。本文采用原位模板劑合成法，將一定比例的1,5-二溴戊烷（DBP）和N-甲基吡咯烷(NMP)的混合物直接加入分子篩合成溶膠中，使吡咯烷類雙季銨鹽模板劑的合成和分子篩的晶化在反應(yīng)釜中同時進(jìn)行。與專利方法相比，原位方法合成IM-5分子篩簡化了分子篩的合成步驟，提高了合成效率。 在采用原位模板劑方法合成IM-5分子篩的過程中，考察了Si/Al比、NaOH/Si比、原位模板劑的比例和硅源對IM-5分子篩合成的影響。合成結(jié)果表明適合IM-5分子篩的合成的Si/Al比在10-30之間，較低Si/Al比下易出現(xiàn)石英相，而高Si/Al比下則出現(xiàn)ZSM-12分子篩晶相；在較高的NaOH/Si下易合成IM-5分子篩（0.65-0.7）在較低NaOH/Si比是易出現(xiàn)ZSM-12晶相；原位模板的比例控制在DBP:NMP:Si=0.16:0.35:1時能夠合成純相IM-5分子篩，任意一種原位模板的過量都會使分子篩的合成出現(xiàn)雜相，在使用正硅酸乙酯為硅源時未能合成出IM-5分子篩，而采用正硅酸乙酯水解得到的SiO2為硅源時成功的合成出了IM-5分子篩。為了考察甲苯甲醇烷基化反應(yīng)的產(chǎn)物分布合成了Cs-IM-5分子篩。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Cs-IM-5分子篩的合成條件與IM-5的合成條件相似，Si/Al比和NaOH/Si比的范圍上都與IM-5的合成條件相近。采用CsNO3為銫源時更能的到Si/Cs比范圍更大的Cs-IM-5分子篩。 本論文采用IM-5及改性IM-5分子篩應(yīng)用在甲苯甲醇烷基化反應(yīng)中。考察了分子篩硅鋁比對反應(yīng)性能的影響，同時考察了IM-5與其他分子篩的在該反應(yīng)性能上的差別。結(jié)果表明，由于IM-5分子篩硅鋁比范圍較小，酸性差別不大，三種硅鋁比的IM-5分子篩的對二甲苯選擇性和甲苯轉(zhuǎn)化率都沒有明顯區(qū)別。但是與ZSM-5和COK-5相比IM-5的甲苯轉(zhuǎn)化率要有明顯提高。經(jīng)單一組分氧化物改性和復(fù)合改性的IM-5分子篩能有效的修飾分子篩的孔道和孔口，，覆蓋分子篩表面的強(qiáng)酸性位，對對二甲苯選擇性增大，但甲苯轉(zhuǎn)化率降低。
【關(guān)鍵詞】：微孔分子篩 原位模板法 改性分子篩 IM-5 甲苯甲醇烷基化
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：O643.36
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-38
• 1.1 以雙季銨鹽為模板劑合成分子篩的研究進(jìn)展11-21
• 1.1.1 雙季銨鹽模板劑的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向作用13-15
• 1.1.2 雙季銨鹽模板劑端基結(jié)構(gòu)和溶膠組成對分子篩合成的影響15-16
• 1.1.3 雙季銨鹽中心碳鏈長度和溶膠組成對分子篩合成的影響16-17
• 1.1.4 酸堿環(huán)境對雙季銨鹽模板劑導(dǎo)向作用的影響17-20
• 1.1.5 文獻(xiàn)中關(guān)于原位模板的描述20-21
• 1.2 分子篩的擇形催化性質(zhì)21-26
• 1.2.1 分子篩擇形催化反應(yīng)的類形22-24
• 1.2.2 幫助理解分子篩擇形原理的先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用24-26
• 1.2.3 擇形分子篩在工業(yè)上的應(yīng)用26
• 1.3 分子篩的酸堿性質(zhì)26-29
• 1.3.1 分子篩酸堿性位的產(chǎn)生26-27
• 1.3.2 分子篩的酸堿性質(zhì)表征方法27-29
• 1.4 IM-5 分子的研究進(jìn)展29-35
• 1.4.1 IM-5 分子篩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)29-31
• 1.4.2 IM-5 分子篩的合成進(jìn)展31-32
• 1.4.3 IM-5 分子篩的催化性能研究32-35
• 1.5 分子篩催化甲苯甲醇烷基化反應(yīng)制備對二甲苯研究進(jìn)展35-36
• 1.6 選題意義和研究內(nèi)容36-38
• 第2章 實驗部分38-41
• 2.1 主要試劑和原料38-39
• 2.2 催化劑的合成和后處理39
• 2.3 催化劑的表征39
• 2.4 催化反應(yīng)評價39-41
• 第3章 原位合成 IM-5 及 Cs-IM-541-52
• 3.1 引言41-42
• 3.2 IM-5 的合成和表征42-48
• 3.3 Cs-IM-5 的合成與表征48-51
• 本章小結(jié)51-52
• 第4章 IM-5 及改性 IM-5 分子篩甲苯甲醇烷基化反應(yīng)性能評價52-62
• 4.1 引言52
• 4.2 實驗部分52-53
• 4.3 結(jié)果與討論53-61
• 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-75
• 作者簡介75
• 發(fā)表文章75-76
• 致謝76

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張志萍;趙巖;吳宏宇;譚偉;王祥生;郭新聞;;改性納米HZSM-5催化劑上甲苯與甲醇的烷基化反應(yīng)[J];催化學(xué)報;2011年07期

2 陳強(qiáng);王永睿;孫敏;慕旭宏;舒興田;;IM-5和TNU-9分子篩在甲苯甲醇烷基化反應(yīng)中的催化性能[J];石油學(xué)報(石油加工);2010年02期

  本文關(guān)鍵詞：IM-5分子篩的合成及其在甲苯甲醇烷基化反應(yīng)中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：443895