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TS-1膜的合成及催化氯丙烯环氧化性能的研究

周颖  
【摘要】: 采用原位水热法合成TS-1分子筛原粉,对其进行XRD、FT-IR、FT-Raman、UV-Vis、SEM表征,发现合成液的TEOS/TBOT比和TPAOH/TEOS比是影响TS-1分子筛结晶度、骨架钛含量和非骨架钛含量及类型的主要因素。以氯丙烯和过氧化氢环氧化为探针反应考察了TS-1分子筛的催化活性。结果表明,TS-1分子筛的催化活性随其结晶度和骨架钛含量的增加而提高。失活的TS-1分子筛可采用550°C下焙烧的方法使其再生。分子筛失活的主要原因是原料中杂质和副产物的沉积,次要原因是骨架钛的少量流失。 在对TS-1分子筛合成及其催化性能研究的基础上,采用原位水热法合成了TS-1分子筛支撑膜。采用XRD、FT-IR和SEM技术对其进行表征,考察了载体的性质和形状、合成液组成、晶化条件和合成次数对TS-1分子筛膜结构和表面形貌的影响。发现在粗糙、平面的多孔载体上较容易合成出TS-1分子筛膜;在与TS-1膜性质相近的SiO2球载体上,膜的晶体进入了载体孔道内,形成了一层过渡层,使膜的粘结性更好。TS-1分子筛膜晶粒尺寸和均匀性与合成液组成和晶化条件密切相关。在TEOS: TBOT: TPAOH: H2O=1: 0.04: 0.15: 100, 170°C条件下晶化96 h合成的TS-1分子筛膜具有较好的表面形貌且是b轴取向的。增加合成次数可以提高膜的结晶度,改善膜的均匀性,增加膜的厚度,减少晶间裂缺。 最后,研究了TS-1分子筛膜在固定床反应器中催化氯丙烯和过氧化氢环氧化的性能,考察了载体、合成液组成和合成次数对其催化性能的影响。结果表明,二次合成的TS-1分子筛膜具有较好的催化稳定性,氯丙烯转化率和环氧氯丙烷选择性分别达到85 %和49 %。


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