介孔氧化硅分子筛的合成及其锆离子催化改性

来源 :哈尔滨理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:h762106005
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以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,采用模板剂法合成MCM-41介孔分子筛;以氧氯化锆为锆源,在温和碱性条件下合成了Zr掺杂的介孔分子筛Zr-MCM-41;以直接浸渍的方法将硫化氧化锆(SZ)和氧化铈担载到MCM-41上,制得硫化的氧化锆硅基介孔分子筛MCM-41(简称CeSZ/MCM-41)材料。通过TG、XRD、N2吸附、FTIR、HRTEM等测试手段对上述材料进行了表征。研究发现:酸性条件下难以合成MCM-41介孔分子筛,碱性特别是弱碱性条件有利于合成介孔有序度良好的MCM-41分子筛,其平均孔径和比表面积分别为3.6nm和1054m2/g。水热环境下可加速反应物质的迁移运动,氨水缓慢释放OH-离子,促进了TEOS水解、缩聚反应及有机-无机组装过程更好地进行。随着Zr含量的增加,Zr-MCM-41介孔分子筛特征衍射峰强度有减弱的趋势,分子筛对十八碳醇催化活性增强,产生更多的酸性位,但介孔平均孔径减小到3.1nm,比表面积下降;1000°C时,介孔孔道没有坍塌,Zr的引入提高了分子筛的热稳定性;红外光谱中968cm-1处振动峰强度的变化,表明Zr离子进入了Si-O骨架;HRTEM的结果证实了介孔结构的存在,Zr的掺杂可造成有序介孔结构发生扭曲并趋向混乱,孔道有序性下降。在不同含铈量700℃焙烧制备的CeSZ/MCM-41介孔材料中,CeO2在稳定亚稳的t-ZrO2中起到了重要作用,其含量对t-ZrO2含量的影响呈现先增加后减少的趋势;XRD、HRTEM和N2吸附表明硫化氧化锆成功地担载于MCM-41的孔道内,但其介孔结构发生一定程度的扭曲变形,孔道平行性下降,孔径和孔容均减小。对十八碳醇的催化反应表明,700℃煅烧含3.4wt%CeO2的CeSZ/MCM-41和Si/Zr=40的Zr/MCM-41介孔材料,十八碳酸的收成率分别为66%和35%。
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