本文關(guān)鍵詞：SBA-16負(fù)載金屬簇催化劑及其催化性能研究

  更多相關(guān)文章： 有序介孔硅材料 固載均相催化劑 羰基化 VOx/SBA-16

【摘要】：有序介孔硅材料是通過有機(jī)模板劑(表面活性劑)分子在溶劑中自組成有序結(jié)構(gòu),與引入的無機(jī)硅源物種之間的相互作用,合成的孔徑在2~50nm之間的無機(jī)多孔材料。其中SBA-16材料具有三維立方結(jié)構(gòu),傳輸性及擴(kuò)散性良好,從而在催化反應(yīng)、藥物載體、吸附分離等方面具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本論文首先研究了以介孔分子篩SBA-16為載體,利用自由配體法將Rh Cl(TPP)3配合物封裝于SBA-16介孔分子篩的三維立方籠形孔道中,制備了RhCl(TPP)3/SBA-16主客體催化劑材料,采用ICP-AES、XRD、N2吸附-脫附、SEM、TEM、FT-IR對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)形態(tài)和表面性質(zhì)進(jìn)行了表征,結(jié)果表明采用自由配體法可將RhCl(TPP)3有效封裝于SBA-16介孔分子篩中。將合成的RhCl(TPP)3/SBA-16催化劑用于醋酸甲酯羰基化反應(yīng)中,考察了活性組分Rh負(fù)載量、配體加入量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)原料醋酸甲酯的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物收率和選擇性的影響�；钚越M分Rh負(fù)載量0.48mmol/g、配體加入量3.90mmol/g、反應(yīng)溫度160℃、反應(yīng)時(shí)間6h的最佳反應(yīng)條件下,醋酸甲酯轉(zhuǎn)化率高達(dá)79.5%,二醋酸亞乙酯選擇性為67.7%。該催化劑在所考察的反應(yīng)條件下具有良好的穩(wěn)定性。其次,采用等體積浸漬法制備不同釩負(fù)載量的SBA-16分子篩催化劑,利用XRD、SEM、TEM和N2吸附-脫附等方法對(duì)樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征,結(jié)果表明合成的SBA-16負(fù)載V基催化劑具有高的比表面積、窄的孔徑分布及有序的三維立體孔道結(jié)構(gòu)。應(yīng)用FT-IR、NH3-TPD、CO2-TPD、H2-TPR等方法對(duì)催化劑表面的活性組分進(jìn)行了表征和分析,發(fā)現(xiàn)催化劑表面高分散的VOx是乙苯脫氫反應(yīng)的主要活性物種,V2O5晶體對(duì)乙苯脫氫反應(yīng)有一定抑制作用。研究了以VOx/SBA-16為催化劑、CO2氧化乙苯的性能,發(fā)現(xiàn)催化劑VOx/SBA-16(1.2mmol/g)用量為300mg,CO2氣體流量為13.3mL/min,乙苯流量為0.3mL/h,溫度550℃下連續(xù)反應(yīng)12h時(shí),催化活性較好,乙苯轉(zhuǎn)化率為46.54%,苯乙烯選擇性在為98.0%以上。同時(shí)在較佳的反應(yīng)條件下對(duì)合成的VOx/SBA-15、VOx/MCM-41催化劑進(jìn)行催化性能測(cè)試,對(duì)比3種載體改性催化劑后對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物選擇性和收率的影響,得出釩物種負(fù)載于SBA-16分子篩后催化產(chǎn)品收率高于SBA-15和MCM-41分子篩。
【關(guān)鍵詞】：有序介孔硅材料 固載均相催化劑 羰基化 VOx/SBA-16
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 文獻(xiàn)綜述及選題意義12-38
• 1.1 介孔材料簡(jiǎn)介12-13
• 1.2 介孔材料的分類13-17
• 1.2.1 M41S系列介孔材料13-14
• 1.2.2 SBA系列介孔材料14-16
• 1.2.3 其他系列介孔材料16-17
• 1.3 介孔材料的合成方法17-18
• 1.3.1 水熱晶化合成法17
• 1.3.2 微波輻射合成法17-18
• 1.3.3 非水體系合成法18
• 1.3.4 其他合成方法18
• 1.4 介孔材料合成機(jī)理18-21
• 1.4.1 液晶模板機(jī)理19
• 1.4.2 協(xié)同作用機(jī)理19-20
• 1.4.3 棒狀自組裝模型20
• 1.4.4 電荷密度匹配機(jī)理20-21
• 1.5 介孔材料功能化修飾21-22
• 1.6 介孔材料的應(yīng)用22-26
• 1.6.1 酸催化反應(yīng)22-23
• 1.6.2 氧化還原反應(yīng)23-24
• 1.6.3 手性催化反應(yīng)24
• 1.6.4 吸附劑24-25
• 1.6.5 藥物載體25-26
• 1.6.6 其他方面的應(yīng)用26
• 1.7 本研究選擇的典型催化反應(yīng)26-27
• 1.7.1 醋酸甲酯羰基化反應(yīng)26
• 1.7.2 二氧化碳氧化乙苯脫氫反應(yīng)26-27
• 1.8 選題意義及研究?jī)?nèi)容27-29
• 參考文獻(xiàn)29-38
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法38-46
• 2.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑及實(shí)驗(yàn)設(shè)備38-39
• 2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)試劑38
• 2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備38-39
• 2.2 樣品的分析表征方法39-41
• 2.2.1 粉末X射線衍射(XRD)分析39
• 2.2.2 N_2吸附-脫附分析39-40
• 2.2.3 掃描電子顯微鏡(SEM)表征40
• 2.2.4 透射電子顯微鏡(TEM)表征40
• 2.2.5 紅外光譜(FT-IR)分析40
• 2.2.6 NH_3-TPD分析40
• 2.2.7 氫氣程序升溫還原(H_2-TPR)分析40
• 2.2.8 元素分析(ICP-AES)表征40-41
• 2.3 催化性能評(píng)價(jià)41-46
• 2.3.1 SBA-16介孔分子篩固載RhCl(TPP)_3催化醋酸甲酯羰基化41-43
• 2.3.2 VO_x/SBA-16介孔材料催化CO_2乙苯脫氫性能研究43-46
• 第三章 RhCl(TPP)_3/SBA-16的合成及其催化性能研究46-60
• 3.1 引言46
• 3.2 催化劑的制備46-47
• 3.2.1 SBA-16載體的制備46-47
• 3.2.2 負(fù)載型RhCl(TPP)_3/SBA-16的制備47
• 3.2.3 均相RhCl(TPP)_3的制備47
• 3.3 催化劑的表征47-53
• 3.3.1 XRD分析47-48
• 3.3.2 N_2吸附-脫附分析48-50
• 3.3.3 FT-IR分析50
• 3.3.4 SEM表征50-51
• 3.3.5 TEM表征51-52
• 3.3.6 NH_3-TPD分析52-53
• 3.4 催化反應(yīng)條件的確定53-55
• 3.4.1 活性組分銠負(fù)載量的影響53-54
• 3.4.2 配體與活性組分摩爾比的影響54
• 3.4.3 溫度的影響54-55
• 3.4.4 反應(yīng)時(shí)間的影響55
• 3.5 催化劑效果對(duì)比55-56
• 3.6 催化劑的循環(huán)使用性能56-57
• 3.7 本章小結(jié)57-58
• 參考文獻(xiàn)58-60
• 第四章 VO_x/SBA-16介孔材料合成及其催化性能研究60-82
• 4.1 引言60
• 4.2 催化劑制備60-62
• 4.2.1 SBA-16載體的制備60
• 4.2.2 SBA-15載體的制備60-61
• 4.2.3 MCM-41載體的制備61
• 4.2.4 VO_x/SBA-16催化劑制備61
• 4.2.5 VO_x/SBA-15催化劑制備61-62
• 4.2.6 VO_x/MCM-41催化劑制備62
• 4.3 催化劑的表征62-75
• 4.3.1 XRD分析62-66
• 4.3.2 N_2吸附-脫附分析66-72
• 4.3.3 SEM表征72
• 4.3.4 TEM表征72-73
• 4.3.5 H_2-TPR分析73-75
• 4.4 催化性能評(píng)價(jià)75-78
• 4.4.1 負(fù)載量的影響75-76
• 4.4.2 CO_2作用分析76-77
• 4.4.3 催化劑壽命考察77-78
• 4.5 本章小結(jié)78-79
• 參考文獻(xiàn)79-82
• 第五章 總結(jié)與展望82-84
• 5.1 論文總結(jié)82
• 5.2 工作展望82-84
• 致謝84-86
• 碩士期間研究成果86

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