本文選題：微介孔 + 硅材料　； 參考：《東南大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：微孔分子篩具有較小的孔徑、較大的比表面積、較好的水熱穩(wěn)定性等特點(diǎn),而被廣泛地應(yīng)用到催化、吸附和分離等領(lǐng)域,但是,較小的孔道結(jié)構(gòu)阻礙了反應(yīng)物和產(chǎn)物的擴(kuò)散和吸附,從而限制了其在大分子反應(yīng)中的應(yīng)用。與微孔分子篩相比,介孔分子篩具有較大的孔徑和較厚的孔壁,能夠在一定程度上彌補(bǔ)微孔分子篩的缺點(diǎn),可以用于催化大分子的反應(yīng),但介孔分子篩的水熱穩(wěn)定性較差,限制了介孔分子篩的進(jìn)一步發(fā)展。由于單級孔材料都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn),迫切需要制備具有多種孔結(jié)構(gòu)的新型材料,這種多級孔材料不僅具有多種孔道結(jié)構(gòu),而且具有較大的比表面積和孔容,從而能夠提高分子篩的性能。二芳基乙烷(PXE)是壓敏復(fù)寫紙顯色劑的優(yōu)良溶劑,主要通過鄰二甲苯和苯乙烯的烷基化反應(yīng)獲得。本論文以P123和質(zhì)子型離子液體為雙模板劑,以正硅酸四乙酯(TEOS)為硅源,一步水熱法制備了微介孔二氧化硅材料,以此為載體負(fù)載磷鎢酸(HPW)制備了負(fù)載型催化劑,并用鄰二甲苯和苯乙烯合成PXE的烷基化反應(yīng)來考察催化劑的催化活性。采用質(zhì)子型離子液體醋酸三乙胺(CH3CH2)3NH+Ac微孔模板劑及P123介孔模板劑的雙模板體系,TEOS為硅源,一步水熱法制備了微介孔二氧化硅材料PIL-X-Y,考察了離子液體質(zhì)量占總模板劑質(zhì)量的百分比(X)、晶化溫度(Y)對PIL-X-Y結(jié)構(gòu)的影響。研究表明：當(dāng)離子液體含量較低時,微介孔材料的結(jié)構(gòu)有序度較高；隨著離子液體用量的加大,其有序的結(jié)構(gòu)遭到破壞。當(dāng)X為40%,Y為373 K時,制備的微介孔硅材料PIL-40-373不僅能夠保持有序介孔結(jié)構(gòu),而且還具有較大的微孔比表面積,其微孔比表面積為404 cm2.g-1。在烷基化反應(yīng)中,與SBA-15為載體負(fù)載HPW得到的催化劑HPW/SBA-15相比,以微介孔硅材料PIL-X-Y為載體負(fù)載HPW制備的催化劑HPW/PIL-X-Y的催化性能較好,PXE產(chǎn)率大于80%,這可能與PIL-X-Y的微孔結(jié)構(gòu)有關(guān)。以質(zhì)子型離子液體醋酸丁胺CH3CH2CH2CH2NH3+Ac和P123分別作為微孔和介孔的模板劑,TEOS為硅源,一步水熱法制備了具有雙介孔的微介孔二氧化硅材料BPIL-X-Y,考察了離子液體質(zhì)量占總模板劑質(zhì)量的百分比(X)、晶化溫度(Y)對BPIL-X-Y結(jié)構(gòu)的影響。研究表明：BPIL-X-Y具有雙介孔孔道結(jié)構(gòu),其孔徑分別為4.0 nm、7.3 nm,且這兩種介孔分別由離子液體膠束和P123膠束引導(dǎo)產(chǎn)生。以BPIL-X-Y為載體負(fù)載HPW制備的負(fù)載型催化劑HPW/BPIL-X-Y在烷基化反應(yīng)中,表現(xiàn)出了較高的催化活性,PXE的產(chǎn)率最高可達(dá)91%,并且多次使用后還能保持較好的催化性能,這可能與載體BPIL-X-Y獨(dú)特的雙介孔結(jié)構(gòu)和微孔孔道結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)離子液體(CH3CH2)3NH+Ac"質(zhì)量占總模板劑質(zhì)量的百分比為60%,以P123為介孔模板劑,TEOS為硅源,進(jìn)一步考察了晶化溫度(Y)、pH(Z)和超聲輔助方法對微介孔硅材料HAM-Y-Z形成的影響。研究表明：當(dāng)pH為2時,制備了具有雙介孔的微介孔硅材料HAM-393-2；當(dāng)pH為3時,制備出了泡沫介孔硅材料HAM-393-3。烷基化反應(yīng)表明：以具有較大介孔的HAM-393-3為載體負(fù)載HPW制得的催化劑HPW/HAM-393-3的催化活性最高,PXE產(chǎn)率為95%,這可能與載體的比表面積和孔徑大小有關(guān),并且較大的孔徑有利于烷基化反應(yīng)。綜上所述,采用P123和質(zhì)子型離子液體為雙模板劑制備的微介孔硅材料具有較高的比表面積、較大的孔徑、獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu),這些優(yōu)點(diǎn)使得微介孔硅材料能夠作為催化劑載體應(yīng)用于烷基化反應(yīng)中。
[Abstract]:Microporous molecular sieves have the characteristics of smaller pore size, larger specific surface area and better hydrothermal stability, and are widely used in the fields of catalysis, adsorption and separation. However, the smaller pore structure hinders the diffusion and adsorption of reactants and products, thus limiting its application in large molecular reactions. Compared with microporous molecular sieves, Mesoporous molecular sieves, with large pore size and thicker hole wall, can make up the shortcomings of microporous molecular sieves to a certain extent, and can be used to catalyze the reaction of large molecules. However, the hydrothermal stability of mesoporous molecular sieves is poor, which limits the further development of mesoporous molecular sieves. A new type of material with a variety of pore structure has been prepared. This multilevel porous material not only has a variety of pore structure, but also has a large specific surface area and Kong Rong, which can improve the performance of the molecular sieve. Two aryl ethane (PXE) is a good solvent for the pressure-sensitive compound paper color reagent, which is mainly obtained by alkylation of phthalene and styrene. In this paper, P123 and proton type ionic liquids were used as a double mode plate and four ethyl orthosilicate (TEOS) as the silicon source. Micro mesoporous silica materials were prepared by one step hydrothermal method. As a carrier Supported Phosphotungstic Acid (HPW), a supported catalyst was prepared. The catalytic activity of the catalyst was investigated by the alkylation of o-xylene and styrene into PXE. The proton type ionic liquid acetate three ethylamine (CH3CH2) 3NH+Ac microporous template and P123 mesoporous template system, TEOS as the silicon source, were used to prepare the micro mesoporous silica material PIL-X-Y by one step hydrothermal method. The effects of the mass percentage (X) of the ionic liquid mass to the total template mass (X) and the crystallization temperature (Y) on the structure of PIL-X-Y were investigated. The results showed that the effect of the crystallization temperature (Y) on the structure of PIL-X-Y was investigated. When the content of ionic liquid is low, the structure of micro mesoporous material is more ordered. With the increase of ionic liquid, the ordered structure is destroyed. When X is 40% and Y is 373 K, the micro mesoporous silicon material PIL-40-373 can not only maintain the ordered mesoporous structure, but also have a larger micropore specific surface area, and its micropore ratio table The area of 404 cm2.g-1. is in the alkylation reaction, compared with the catalyst HPW/SBA-15 obtained by SBA-15 as the carrier load HPW, the catalytic performance of the catalyst HPW/PIL-X-Y prepared with the microporous silicon material PIL-X-Y as the carrier load HPW is better, the PXE yield is greater than 80%, which may be related to the micropore structure of PIL-X-Y. H3CH2CH2CH2NH3+Ac and P123 as a template for microporous and mesoporous and TEOS as the silicon source, a micro mesoporous silica material with double mesoporous BPIL-X-Y was prepared by one step hydrothermal method. The effect of the mass of ionic liquid on the mass of the total template (X) and the crystallization temperature (Y) on the structure of BPIL-X-Y was investigated. The study showed that BPIL-X-Y had a double medium. The pore pore structure is 4 nm and 7.3 nm respectively, and the two kinds of mesoporous pores are produced by ionic liquid micelles and P123 micelles respectively. The supported catalyst HPW/BPIL-X-Y, prepared with BPIL-X-Y as the carrier HPW, shows high catalytic activity in the alkylation reaction, and the yield of PXE is up to 91% and can be used for many times. It is possible to maintain good catalytic performance, which may be related to the unique double mesoporous structure and pore structure of the carrier BPIL-X-Y. When the mass of ionic liquid (CH3CH2) 3NH+Ac is 60%, P123 is a mesoporous template and TEOS is a silicon source, the crystallization temperature (Y), pH (Z) and ultrasonic assisted methods for micro Kong Gui are further investigated. The effect of HAM-Y-Z formation shows that when pH is 2, a micro mesoporous silicon material with double mesoporous HAM-393-2 is prepared. When pH is 3, the HAM-393-3. alkylation of the foamed mesoporous silicon material shows that the catalyst HPW/HAM-393-3 with a larger mesoporous HAM-393-3 as the carrier load HPW has the highest catalytic activity, P. The yield of XE is 95%, which may be related to the specific surface area and pore size of the carrier, and the larger aperture is beneficial to the alkylation. To sum up, the micro mesoporous silicon materials prepared by P123 and proton type ionic liquids have higher specific surface area, larger pore diameter and unique pore structure. These advantages make the micro mesopore Silicon material can be used as catalyst carrier in alkylation reaction.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ127.2;TB383.4

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本文編號：1998717