超稳Y沸石负载杂多酸催化剂的制备、表征及催化性能 Ⅰ.制备及表征

采用过量浸渍法制备了一系列超稳Y沸石(USY)负载磷钨酸(PW)催化剂,并用XRD、热分析、N2吸附、NH3-TPD和IR等手段对其物化性质进行了详细的表征。结果表明,负载磷钨酸后,试样仍然保持较大的比表面积和与USY相近的二次中孔体积。负载量达30%时,磷钨酸仍在USY表面高度分散。与纯磷钨酸相比,PW/USY试样的热稳定性显著提高。PW/USY的酸量较磷钨酸和USY均有较大提高,在负载量为10%处酸量最大,负载量进一步增大,酸量下降,酸强度提高。PW/USY试样同时存在B酸和L酸中心,PW与USY之间可能存在弱相互作用。     

脱铝超稳Y沸石上萘的异丙基化

实验以水蒸气和氯化铵水溶液对超稳Y沸石(USY)进行联合脱铝,以过量浸渍法制备了脱铝USY负载磷钨酸催化剂,用X射线衍射(XRD)和氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)技术对催化剂进行表征,并测试了催化剂的萘异丙基化活性。结果表明:水蒸气脱铝USY保持了完整的晶体结构、较高的结晶度和较大的酸量;水蒸气脱铝USY沸石的萘异丙基化反应适宜条件为:活化温度550℃,反应温度150℃,平衡时间160min;萘的最大转化率为92.3%,二异丙基萘(DIPN)选择性达到45.9%,具有接近95%的β位选择性和85%左右的β,β′位选择性;反应4次后萘的转化率保持在70%以上,β,β′位选择性维持80%以上。     

改性超稳Y沸石负载的杂多酸铯盐在草莓酯合成反应中的催化性能

制备了一系列以脱铝超稳Y沸石(DUSY)为载体的磷钨酸(PW)及其铯盐催化剂,考察了催化剂在以乙酰乙酸乙酯和1,2-丙二醇为原料催化合成草莓酯反应过程中的性能。结果表明,在负载量(质量分数)为30%的Cs2.5H0.5PW/DUSY催化剂上的乙酰乙酸乙酯的转化率最高,达到95.3%,草莓酯的选择性为100%。得到了适宜的反应条件:反应温度363K,n(乙酰乙酸乙酯)∶n(1,2-丙二醇)=1∶1.5,催化剂占反应体系的质量分数为0.8%,带水剂环己烷占反应体系的质量分数为36%。经过5次反复使用后,负载型磷钨酸铯盐催化剂的催化活性仍较高,转化率达88.2%,而相应的负载型磷钨酸催化剂的催化活性却大幅度下降,转化率仅有31.2%。催化剂活性下降的主要原因是在极性反应体系中杂多酸化合物活性组分流失,而负载型磷钨酸铯盐良好的稳定性源于其难溶脱性。     

HM/ZrO_2催化剂的制备及其催化萘异丙基化性能

以ZrO2为共活性组分制备了HM/ZrO2催化剂;用NH3程序升温脱附和BET方法对HM/ZrO2催化剂进行了表征;考察了催化剂制备条件和萘异丙基化反应条件对HM/ZrO2催化剂催化萘异丙基化性能的影响。实验结果表明,与HM/γ-Al2O3催化剂相比,HM/ZrO2催化剂具有更佳的萘异丙基化反应性能;适宜的HM/ZrO2催化剂制备条件为:焙烧温度400℃、催化剂中ZrO2的质量分数15%、pH为9、陈化温度60℃;以此条件下制备的HM/ZrO2催化剂催化萘异丙基化反应的适宜反应条件为:反应温度275℃、反应压力1.0MPa、n(丙烯)∶n(萘)=2∶1、WHSV=1h-1(以液相质量计)、反应时间2h。在此条件下,萘的转化率为85.07%,二异丙基萘的选择性为45.25%,目的产物2,6-二异丙基萘的选择性和收率分别为17.36%和14.77%。     

超稳Y沸石裂化催化剂的制备和应用

综述了近年国内外在这一领域的现状和发展趋势,侧重介绍了各种超稳Y沸石的制备技术。     

超稳Y沸石的制备条件改进及其性能研究

对(NH_4)_2SiF_6脱铝补硅制备超稳Y沸石的制备条件和机理进行了探讨,并改进了制备条件和产品的水热稳定性。结果表明,脱铝通常比补硅速度快;用价廉易得的NH_3·H_2O或NH_3·H_2O-(NH_4)_2SO_4替代NH_4Ac缓冲剂同样可制得优质超稳Y产品;制备中加入硅溶胶可提高最终产品的水热稳定性。改进的超稳Y沸石的活性和动态活性均高于传统的USY催化剂。     

脱铝超稳Y沸石上金刚烷的制备

 采用水处理与HCl处理相结合的方式对超稳Y沸石(USY)进行脱铝改性,制备了一系列脱铝超稳Y沸石（DUSY）和PW/DUSY1催化剂,用X射线衍射、N₂吸附和氨程序升温脱附等表征方法对这些催化剂的物化性质进行了表征,并在桥式四氢双环戊二烯(endo-TCD)异构化制备金刚烷(ADH)反应中考察了它们的催化性能。结果表明,以DUSY1为催化剂,当活化温度350℃、反应温度260℃、反应时间4h、初始压力1.1MPa、催化剂与原料的质量比0.7、溶剂环己烷与原料的摩尔比5.0时,endo-TCD的转化率达到99.7%,ADH的收率达到30.1%。     

Y型沸石酸性对负载Pt催化剂催化萘加氢转化反应性能的影响

以不同酸性的HY沸石为载体,金属Pt为加氢活性组分,采用浸渍法制备了一系列的双功能Pt/HY催化剂;采用吡啶红外、TEM、H₂-TPR、XPS等手段对其进行表征;并以萘为原料,采用固定床加氢装置考察Pt/HY系列催化剂在萘加氢转化反应中的催化性能。结果表明：金属Pt分散在HY载体的外表面和孔道中,且具有相似的电子状态,金属同载体之间的相互作用相近;在反应温度250 ℃、反应压力2 MPa、质量空速1.0 h^-1的条件下,Pt负载质量分数1%的3种Pt/HY催化剂均表现出较强的催化加氢性能;酸性对制备的Pt/HY催化剂催化萘加氢反应性能没有显著影响,主要影响十氢萘的异构性能;此外,HY载体的酸性对Pt/HY催化剂的异构开环性能和稳定性也具有一定的影响;具有较多酸量的Pt/HY催化剂表现出更好的异构开环性能,且酸量越多,催化剂稳定性越差。     

硅改性Hβ沸石催化萘异丙基化反应

采用化学液相沉积法对Hβ沸石进行硅改性,并对其催化萘异丙基化反应的性能进行了评价,考察了硅油类型、沉积量和沉积时间对硅改性Hβ沸石催化性能的影响;采用BET、X射线衍射、吡啶吸附-红外光谱和氨吸附-程序升温脱附等方法对Hβ沸石的晶相、孔结构和酸性进行了表征。实验结果表明,采用该方法可在基本不改变Hβ沸石骨架结构、内孔孔体积和内表面性质的前提下,有效钝化Hβ沸石外表面的酸性位,提高Hβ沸石催化萘异丙基化反应的性能。黏度为100mm2/s的硅油是较好的硅改性剂,在硅油沉积量为0.4mL/g、沉积时间为12h时,可达到较好的改性效果,在此条件下进行硅改性对Hβ沸石的孔口有一定的修饰作用,提高了它的择形催化效果,同时还可提高萘的转化率及二异丙基萘和2,6-二异丙基萘的收率,萘的转化率达82.47%,二异丙基萘和2,6-二异丙基萘的收率分别达到33.80%和8.35%。     

2,6-二异丙基萘液相氧化制2,6-萘二甲酸催化条件的研究

在半连续搅拌釜中,以乙酸钴、乙酸锰、溴化钾和乙酸钾为催化剂,研究了2,6-二异丙基萘(2,6-DIPN)液相空气氧化制2,6-萘二甲酸的过程。通过红外光谱、测酸值和高效液相色谱法对所得固体产物进行定性分析,确认产物为2,6-萘二甲酸。采用反相高效液相色谱法分析不同催化条件下2,6-萘二甲酸的收率和纯度,确定了n(Co+Mn)／n(HAc),n(Co)／n(Co+Mn),n(Br)／n(Co+Mn),n(Co+Mn)／n(2,6-DIPN)和n(K+)／n(Co+Mn)对反应的影响,从而得到了反应适合的催化条件。在此催化条件下,当反应压力3.0 MPa、温度170℃、体系水含量(质量分数)7％和n(O2)／n(2,6-DIPN)=53.6时,2,6-萘二甲酸的收率和纯度分别为73.3％和98.3％。     

负载杂多酸催化剂的表征及催化合成乙酸正丁酯的研究 Ⅰ.负载杂多酸催化剂制备及表征

采用浸渍法，对硅胶、中性氧化铝、超稳Y沸石和β沸石分子筛进行改性，制备了一系列SiW12杂多酸负载型催化剂，研究了催化效果较好的硅胶及β沸石两种载体不同负载量的影响，并采用IR和XRD等手段对催化剂的物化性质进行了表征。结果表明：在酸性载体即硅胶和β沸石上，可形成具有Keggin结构的SiW12杂多酸结晶，出现了明显的层状结构，而酸性沸石原有的IR与XRD特征峰变得弥散或消失。而中性氧化铝上进行负载后，没有明显的Keggin结构特征峰。     

超稳Y沸石热稳定性的研究

本文结合工业应用的需要，采用ＤＴＡ对Ｙ沸石及超稳Ｙ沸石ＦＳＥＹ、ＵＳＹ、ＨＳＹ、ＲｅＹ和ＳＲＮＹ水热处理前后的热稳定性进行了系统考察。结果表明，各类超稳Ｙ沸石的热稳定性都比Ｙ沸石高；水热处理前各种超稳Ｙ沸石热稳定性彼此相差较大，但经水热处理后其差距变小并且晶格破坏温度都有所降低。ＸＲＤ、ＦＴ－ＩＲ和￣（２９）Ｓｉ、￣（２７）ＡｌＭＡＳＮＭＲ测试结果表明，水热处理过程中产生的非骨架铝可能是造成这种热稳定性变差的原因。     

负载杂多酸催化剂的表征及催化合成乙酸正丁酯的研究Ⅰ.负载杂多酸催化剂制备及表征

采用浸渍法,以硅胶、中性氧化铝、超稳Y沸石和β沸石分子筛为载体,制备了一系列不同负载量的SiW12杂多酸催化剂,并采用IR和XRD等手段对催化剂的物化性质进行了表征.结果表明,在酸性载体(硅胶)、超稳Y沸石和8沸石上,可形成具有Keggin结构的SiW12杂多酸结晶,出现了明显的层状结构,酸性沸石原有的IR与XRD特征峰变得弥散或消失.在中性氧化铝上进行负载后,没有明显的Keggin结构特征峰.     

负载杂多酸催化剂的表征及催化合成乙酸正丁酯的研究 Ⅱ.负载杂多酸催化剂的酸性及催化酯化反应性能

对浸渍法制备的以硅胶、中性氧化铝和β沸石为载体的SiW12杂多酸负载型催化剂，采用TPD法测试了催化剂酸性，在间歇反应器中测定了催化剂的酯化活性。结果表明：载体种类对负载杂多酸催化剂的催化活性有很大影响，催化活性大小的顺序为：硅胶＞分子筛＞中性氧化铝。酸性载体制得的负载型杂多酸催化剂，较原载体酸量均增大，酯化活性有很大提高。说明催化酯化反应的活性中心是催化剂表面的B酸中心。催化剂B酸量和催化活性均与负载量呈顺变关系，但增加的趋势逐渐减缓。     

2,6-二异丙基萘液相氧化制备2,6-萘二甲酸工艺条件的研究

以乙酸钴、乙酸锰为主催化剂，溴化钾为促进剂，乙酸钾为助催化剂，在半连续搅拌钛材釜式反应器中，对2，6-二异丙基萘（2，6-DIPN）液相空气氧化制2，6-萘二甲酸的主要氧化工艺条件进行了研究。采用高效液相色谱内标法分析2，6-萘二甲酸的纯度和收率，考察了反应时间、M／F、混合溶剂、催化液循环使用次数对氧化反应的影响，从而确定半连续反应合适的工艺条件为：反应时间4～5h，M／F=1.2～1.6，V（丙酸）／g（醋酸）-0．5～0．7。M／F=2．4时催化液可多次循化使用。在温度200℃，压力3．0MPa，搅拌速度900r／min，V（丙酸）／V（醋酸）-0．5，M／F=1.2，n（Co）：n（Mn）：n（Br）：n（K）=1：1：2：5的条件下反应4h，2，6-萘二甲酸的收率和纯度分别可达82．76％和98．56％。     

脱铝超稳Y沸石催化合成环己酮乙二醇缩酮

研究了脱铝超稳Y沸石催化环己酮与乙二醇的缩酮化反应 ,考察了催化剂硅铝比、催化剂用量、反应物配比、带水剂和反应时间等对缩酮化反应的影响。结果表明 ,在催化剂硅铝摩尔比为 1 0 99、催化剂质量分数为反应物的4 % ,n(酮 ) /n(醇 )为 1 / 1 6时 ,以苯作溶剂 ,反应 4 0min ,缩酮产率达 93 2 % ,催化剂可重复使用。     

Pd-La/Al_2O_3催化剂的制备及其在胺化反应中的催化性能

研究了负载型Pd-La/Al2O3催化剂的制备条件及其在2,6-二异丙基苯酚(2,6-DIPP)气相胺化制备2,6-二异丙基苯胺中的反应性能。探讨了制备催化剂采用的溶剂、催化剂活性组分Pd的含量对催化性能的影响,并对气相胺化反应的工艺条件进行了研究。在0 5%Pd-0 1%La/Al2O3催化剂上,在反应温度220℃、液态空速0 1h-1、NH3/2,6-DIPP摩尔比10、H2/2,6-DIPP摩尔比30的条件下,酚的初始转化率为92 7%,胺的初始选择性为90 5%,该催化剂连续运转386h,性能稳定。     

β/MCM-41分子筛的合成及其萘异丙基化催化性能

以通过碱处理的卢分子筛作为硅铝源,以CTAB为模板剂,合成了β/MCM-41介孔-微孔复合分子筛.利用XRD、SEM,N2吸附-脱附等技术对其进行了表征,并考察了β/MCM-41复合分子筛的制备条件.采用微型固定床反应装置考察了β/MCM-41复合分子筛对萘异丙基化反应的催化性能.结果表明,优化的β/MCM-41复合分子筛制备工艺条件为:碱度2.0 mol/L,碱处理时间0.5 h,晶化温度130℃,晶化时间24 h,晶化体系pH值9.0.与ZSM-5、MOR、β、MCM-41相比较,β/MCM-41复合分子筛对萘异丙基化反应具有较好的催化性能.