锆基MOF为前驱体制备Ni/ZrO2催化苯加氢反应及酸化膨润土催化合成乙基叔丁基醚的研究

摘要

金属-有机骨架化合物(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是由无机金属离子和有机配体通过自组装形成的,具有一维,二维或三维周期性网络结构的晶体材料,又叫金属有机配位聚合物。它具有大比表面积,高孔隙率,在气体吸附、分子识别、荧光、离子交换、催化等许多方面具有巨大的潜在应用前景。
　　本文分别以具有大比表面积和高热稳定性的锆基MOF材料nano@UiO–66为载体和前驱体,负载金属 Ni,得到一系列不同温度焙烧的15％NU催化剂和不同Ni含量的NU-450催化剂,并用无机物制备Ni/ZrO2催化剂。采用XRD, N2吸附-脱附,TPR,TPD及元素分析等表征对催化剂的结构性质进行分析。通过苯加氢反应考察其催化活性。结果表明,Ni含量15%,450 oC焙烧的NU催化剂比表面积较大,Ni的分散性高,苯加氢活性最好,且明显优于相同Ni含量的无机物制备的Ni/ZrO2催化剂。
　　另外,膨润土是一种天然含水硅酸盐土状矿物,经酸化修饰后具有较大的比表面积,理想的孔道结构,较好的耐热性和机械稳定性以及较为新颖的酸特性。本文以不同浓度的 H2SO4对膨润土进行改性,得到酸化膨润土催化剂 x%H2SO4-BN(x=20,25,30,35,40),通过 XRD, BET, FT-IR, Py-IR和NH3-TPD对膨润土的结构和性质进行表征,证明膨润土经酸化后,骨架结构基本没有变化,但是其比表面和孔容有很大的提高,且弱酸位增多。将其用于催化乙醇(EtOH)和叔丁醇(TBA)合成乙基叔丁基醚(ETBE)的醚化反应。结果表明,30%H2SO4-BN催化活性最好,最佳实验条件:催化剂用量为3.5%(催化剂与叔丁醇的质量百分比),反应温度130 oC,原料摩尔比(EtOH:TBA)为2:1。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 金属有机骨架化合物的特点

1.2 金属有机骨架化合物在催化方面的应用

1.3 苯加氢制环己烷催化剂的研究现状

1.4 合成乙基叔丁基醚的意义

1.5 本课题的意义及研究内容

第二章 负载型Ni基催化剂催化苯加氢制环己烷的研究

2.1 引言

2.2 实验药品与方法及原理

2.3 nano@UiO–66为载体制备负载型Ni催化剂用于苯加氢的研究

2.4 以nano@UiO–66为前驱体制备NU-450催化剂催化苯加氢的研究

2.5 小结

第三章 酸化膨润土催化合成乙基叔丁基醚的研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 实验结果与讨论

3.4 小结

第四章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果