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《北京化工大学》 2004年
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甲苯选择性硝化催化剂的研究

雒纯丹  
【摘要】:针对工业上采取的传统混酸硝化法存在的对设备的腐蚀严重,造成环境的严重污染,而对硝基甲苯选择性低等问题,在液相NO2和有O2体系中,研究了固体酸催化剂上甲苯选择性硝化的催化性能。 使用HZSM-5、Hβ和HY沸石及杂多酸等固体酸作为甲苯硝化催化剂,考察固体酸催化剂的催化性能。用XRD、固体核磁、FT-IR、NH3-TPD等表征手段,研究了沸石的类型、改性沸石的阳离子类型、沸石的钠离子交换度、硅铝比及焙烧处理温度等因素对其催化甲苯硝化性能的影响。考察了反应条件对沸石催化性能的影响。 结果表明,不同结构的沸石和杂多酸等固体强酸催化剂对液相二氧化氮选择性硝化甲苯的反应均具有较高的催化活性,其中β沸石表现出对甲苯对位选择硝化最高的选择性。阳离子、不同硅铝比、钠离子交换度、焙烧温度等对ZSM-5和β沸石的催化性能的影响显著不同。 对Hβ沸石进行Fe3+,Mg2+,Zn2+和B3+等离子交换,使用盐酸和NaAlO2进行脱铝及补铝等处理对Hβ沸石的催化性能影响不显著。随着离子交换使用的NaAc溶液浓度增加,沸石的催化硝化甲苯的活性和选择性均逐渐降低。Hβ沸石的最佳焙烧温度为550℃。增加催化剂使用量和延长反应时间有利于提高催化剂的活性和对p-MNT的选 WP=5 择性。提高反应温度有利于提高反应速率及对硝基甲苯的选择性,但是温度太高导致副产物增多,降低收率。 Fe2+、Mg2+、Zn2+及B+阳离子改性,使ZSM-5沸石的活性显著提高,对其选择性影响不显著。Na+交换对其活性影响不显著,使其选择性下降。随着硅铝比提高,HZSM-5的活性逐渐提高,选择性随着硅铝比增大逐渐提高;但是当硅铝比增大到120时选择性降低。ZSM-5沸石的最佳焙烧温度为500℃。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O643.3

【引证文献】
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1 钱华;五氧化二氮在硝化反应中的应用研究[D];南京理工大学;2008年
【参考文献】
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【共引文献】
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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10 解丽丽;微波加热沸石分子筛特性的研究[D];太原理工大学;2002年
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