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Ti-MCM-41的合成及其在过氧化氢异丙苯氧化丙烯反应中的应用

魏庆玲  
【摘要】:用过氧化氢异丙苯(CHP)控制钛酸四丁酯(TBOT)的水解速率,用水热法合成了Ti-MCM-41分子筛,并用X射线衍射和紫外漫反射光谱对其结构和钛物种的分布进行了表征,X射线荧光光谱法测定了钛的含量,考察了晶化时间、晶化温度及n(CHP)/n(TBOT)对分子筛的结构和钛物种分布的影响,得出了最佳合成条件:晶化温度100℃、晶化时间3~6天、n(CHP)∶n(TBOT)=8~12。研究结果表明,CHP的加入影响钛物种的分布,可减少锐钛矿TiO_2的生成。将不同条件下合成的样品用于催化CHP作为氧化剂的丙烯环氧化反应,结果表明,适当的晶化温度、合理的n(CHP)/n(TBOT)及较长的晶化时间有利于提高催化剂的催化性能;反应产物中有部分丙二醇生成;样品的催化活性很大程度上取决于骨架钛的含量。n(CHP)/n(TBOT)为8,100℃下晶化6天所得样品催化丙烯坏氧化反应,CHP的有效转化率为49.7%,PO选择性为84.4%。 制备了Ti-SiO_2,将其用于丙烯环氧化反应,发现其有一定的催化作用;用等体积浸渍法将钒和钼引入催化材料中,发现钒和钼的引入没有明显改变Ti-MCM-41的结构,将其用于丙烯环氧化反应中,考察了其催化性能,发现钒有助于提高催化剂的初始活性,但随反应时间的增长,催化剂活性降低,初步确定是由于钒物种的流失造成的。 将所合成的Ti-MCM-41催化剂用于CHP氧化丙烯的环氧化反应中,对反应液的酸碱性、反应温度及溶剂进行了考察。结果发现,反应液中加入少量的碱有利于提高反应活性;较高的反应温度导致CHP的无效分解,加入醇类溶剂不仅可以抑制CHP的分解,还可以提高环氧丙烷的选择性;考察了甲醇、乙醇、异丙醇作为溶剂时对CHP有效转化率和PO选择性的影响,结果发现甲醇是三种醇中较好的溶剂,以甲醇作溶剂,Ti-MCM-41作为催化剂,CHP有效转化率为49.5%,PO选择性为98.7%。


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