TS-1中非骨架钛物种在丙烯环氧化反应中的作用研究

摘要

钛硅分子筛(TS-1)与H2O2组成的低温选择氧化体系，在催化丙烯环氧化反应中可以获得较好的环氧丙烷选择性和较高的产率，该工艺是一个环境友好的催化反应过程。大量研究表明，TS-1分子筛中骨架四配位钛物种是丙烯环氧化反应的活性中心，但非骨架钛物种（锐钛矿型TiO2和无定型钛物种）的作用仍有争议。
　　本论文利用经典水热法合成了TS-1分子筛。采用拉曼光谱(Raman)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)和氨程序升温脱附(NH3-TPD)等多种表征手段对TS-1分子筛中非骨架钛物种的分布和酸性进行了研究。将具有典型钛物种分布的TS-1分子筛进行紫外拉曼光谱与色谱（Raman-GC）联用的原位反应研究，得出不同钛物种对丙烯环氧化反应中间体和产物的影响。并针对非骨架无定型钛物种的改性进行了深入研究，得到以下结论:
　　骨架钛含量的变化是影响活性中间体变化的主要原因，非骨架无定型钛物种由于具有较强的酸性对丙烯环氧化反应不利，锐钛矿型TiO2在丙烯环氧化反应中既没有反应活性也没有明显的抑制作用。
　　选取合适的酸性溶液，在一定的浓度下，对未焙烧的TS-1原粉进行酸改性处理，可将非骨架无定型钛物种全部消除，有效地改善TS-1在丙烯环氧化中的反应性能。