无机钛硅原料合成TS-1的研究

摘要

TS-1分子筛催化剂催化丙烯与H<,2>O<,2>的环氧化反应,由于具有反应条件温和、使用H<,2>O<,2>水溶液作氧化剂、反应速度快、选择性高、过程无污染等优点,受到研究者的重视,是一种极有希望的生产环氧丙烷(PO)的新方法.在环境问题日益受到重视的今天,开发应用于这一高效、洁净的新工艺的催化剂就显得尤为重要. 本工作使用无机钛、硅原料,以TPABr-NH<,3>为模板剂,在加入晶种情况下合成了TS-1.用IR、XRD、UV-Vis和SEM等分析手段对合成的分子筛样品进行了表征.结果表明,用无机钛、硅原料所合成的分子筛样品,具有典型的TS-1结构特征；以TS-1为晶种合成的TS-1分子筛晶粒呈方板状,粒度小(约为0.4-2.2μm)；实验中分别加入TS-1、S-1和结晶母液作晶种都能减小晶粒粒度,促进分子筛结晶,增大成核速率；随着晶种的结晶时间增长,分子筛的结晶速率增大,结晶度也增大,在结晶72小时后分子筛的结晶度不再变化. 用离子交换法制备了TPAOH并用于以有机钛、硅为原料的TS-1的合成,研究了硅源加入方式,硅源水解时间和异丙醇加入量等对TS-1的影响.结果表明,将模板剂加到硅源和钛源混合液中,体系的pH值和粘度变化较小,成胶时间较短；硅源水解时间控制在10-30分钟将有利于钛进入骨架；适当减少异丙醇的加入量可以提高TS-1分子筛的催化活性；以有机钛、硅为原料合成的TS-1的平均粒径在180-330nm之间.

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前言

第一章文献综述

1.1分子筛的发展

1.2钛硅分子筛的制备

1.2.1水热法

1.2.2同晶取代法

1.3 TS-1的表征方法

1.3.1 X-射线衍射(XRD)

1.3.2傅立叶变换红外光谱(FT-IR)

1.3.3紫外漫反射光谱(UV-Vis)

1.3.4拉曼光谱(Raman)

1.3.5扫描电子显微镜(SEM)

1.3.6 X-射线光电子能谱(XPS)

1.4钛硅分子筛在催化上的应用

1.4.1烯烃环氧化反应

1.4.2芳烃羟基化反应

1.4.3酮氨氧化反应

1.5本课题的研究内容及意义

第二章以无机钛硅原料合成TS-1的研究

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1实验仪器和试剂

2.2.2用无机钛硅原料合成TS-1

2.2.3 TS-1晶种的合成

2.3 TS-1的表征

2.3.1 XRD

2.3.2 IR

2.3.3 SEM

2.3.4 UV-Vis

2.4结果与讨论

2.4.1 IR

2.4.2 XRD

2.4.3 UV-Vis

2.4.4 SEM

2.4.5晶种晶化时间的影响

2.5促进剂的影响

2.5小结

第三章以有机钛硅原料合成TS-1的研究

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1实验仪器和试剂

3.2.2离子交换法制备TPAOH

3.2.3有机钛硅原料合成TS-1

3.2.4丙烯环氧化反应

3.3 TS-1的表征

3.3.1 IR

3.3.2 SEM

3.4结果与讨论

3.4.1硅源加入方式的影响

3.4.2硅源水解时间的影响

3.4.3异丙醇加入量的影响

3.5小结

结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

附录

致谢