TiO2柱层状HTiNbO5 的合成及在环己酮肟气相Beckmann重排反应中的催化性能

摘要

钛酸异丙酯(TIP)、 CH3COOH和H2O按体积比1∶16∶40混合后得到Ti(Ⅳ)多聚阳离子柱化液, 与正癸胺插层钛铌酸盐进行交换反应后制得钛(Ⅳ)多聚阳离子插层钛铌酸盐, 其层间距为1.70 nm.在空气气氛中于623 K焙烧处理后, 所得产品能保持良好的层柱结构.在空气气氛中于 723 K焙烧后所得的TiO2柱层状钛铌酸(TiO2-HTiNbO5), 其层间距为0.97 nm, 比表面积为89 m2/g.以TiO2-HTiNbO5为载体, 用浸渍法制备了一系列B2O3负载量不同的负载型样品B2O3/TiO2-HTiNbO5, 考察了它们在环己酮肟气相Beckmann重排反应中的催化性能并测试了它们的红外光谱.B2O3/TiO2-HTiNbO5的催化性能优于TiO2-HTiNbO5.在B2O3负载质量分数为7.31%的催化剂上, 环己酮肟转化率接近100%且在4.5 h内无明显改变, 己内酰胺选择性接近90%.红外光谱分析结果表明, 当B2O3负载量很低时, 硼组分高度分散于载体TiO2-HTiNbO5表面, 并主要以BO4结构形式存在;当B2O3负载质量分数高于7.31%时, BO3结构形式在数量上占优势.将催化性能与红外光谱结果关联后可知, 对于负载型样品B2O3/TiO2-HTiNbO5, 表面的BO3和BO4两种结构形式在环己酮肟气相Beckmann重排反应中具有协同促进作用.