钛硅—1分子筛催化环己酮氨肟化剂环己酮肟工艺的研究

采用淤浆床连续反应工艺,在实验室对钛硅－1（TS－1）分子筛催化环己酮氨肟化制环己酮肟工艺的工艺参数进行了考察。结果表明,在以叔丁醇－水为溶剂,叔丁醇／水体积比2．0－2．8,氨／环己酮摩尔比1．7－2．7,过氧化氢／环己酮摩尔比1．01－1．10,常压,反应温度75℃,反应停留时间70min左右,分子筛质量分数2％－3％的工艺条件下,环己酮转化率可达96％,环己酮肟选择性大于99％。     

钛硅分子筛催化环己酮氨肟化反应过程--本征动力学

对钛硅分子筛(HTS)催化环己酮氨肟化反应本征动力学进行了研究。利用经验方程拟合了试验数据，并采用Marquardt算法对经验方程的参数进行确定，获得了不同试验条件下的反应初速率，然后再用高斯-牛顿法对本征动力学模型进行了参数估计，得出了氨肟化反应以及该反应体系中H2O2分解的本征动力学。并对该模型进行了残差分析和F检验，对氨肟化反应和H2O2分解的动力学模型的计算值与试验值进行了比较，获得相对误差绝对值的平均值分别为5．21％和6．25％。表明该模型能真实反映HTS催化环己酮氨肟化的反应特性，是合理可靠的，能为进一步的过程开发与工程设计提供一些理论上的指导和设计上的依据；而H2O2分解副反应动力学模型仅适用于该反应体系。     

钛硅分子筛催化环己酮氨肟化反应过程——工艺条件的考察

在加压连续淤浆床反应器中,研究了以HTS新型钛硅分子筛催化环己酮、H_2O_2和氨反应一步合成环己酮肟的氨肟化新工艺,考察和分析了进料组成、反应温度、反应物料的平均停留时间和催化剂用量对环己酮氦肟化反应的影响规律。实验结果表明,适宜的反应条件为:进料中N(H_2O_2)/n(环己酮)=1.05～1.10、n(NH_3)/n(环己酮)=1.7～2.0,反应压力0.3 MPa,反应温度75～85℃,物料的平均停留时间65～75min,钛硅分子筛催化剂质量分数为2.5%左右,溶剂为叔丁醇与水的混合溶剂(体积比1.5～2.5)。在此条件下,环己酮转化率大于98%,环己酮肟选择性大于99.5%,H_2O_2,有效利用率不低于90%。     

多级孔TS-1分子筛研究进展

近年来,多级孔TS-1分子筛的合成引起了科学工作者的极大兴趣,本综述对多级孔TS-1分子筛的合成方法进行简单介绍,对不同合成方法的优劣势进行比较分析并对其未来发展进行展望。     

氨基酸辅助构建多级孔TS-1分子筛应用于苯羟基化反应

多级孔分子筛因具有良好的水热稳定性、较大的孔体积和短的扩散距离而倍受关注.以L-赖氨酸为介孔造孔剂,采用低、高温两步晶化法可制备多级孔结构的TS-1分子筛,该方法首先通过低温晶化增加晶核数量,再在高温晶化中利用L-赖氨酸的限域作用使晶粒尺寸均一,最终制得形貌规则、高结晶度的多级孔TS-1分子筛.该分子筛的多级孔道结构有...     

钛硅分子筛催化环己酮氨肟化反应过程--影响过氧化氢分解的因素分析

在实验室对钛硅分子筛催化环己酮氨肟化制备环己酮肟反应体系中引起H2O2分解的原因进行了考察。结果表明，最重要的因素是氨的过量所导致的碱性环境，维持反应体系低含量的氨和H2O2，有利于提高H2O2的有效利用率，反应温度的提高会造成H2O2的利用率略有下降，钛硅分子筛及加入的量对H2O2的分解几乎没有影响，但TiO2和硅胶的存在会对其分解有一些影响，反应器材质宜选不锈钢，使用前对其表面进行适当的酸、碱处理可消除其对H2O2分解的影响。这些结果可为H2O2进料方式的合理选择，反应器、分布器和混合器元件的优化设计提供依据。     

钛硅分子筛HTS的开发和应用

具有空心结构的新型环境友好催化氧化材料钛硅分子筛HTS,显著改善和提高了现有钛硅分子筛TS-1的催化氧化反应性能,解决了钛硅分子筛合成难于重复以及反应活性不易稳定的问题,探针反应苯酚羟基化的反应诱导期比传统合成法所得钛硅分子筛TS-1缩短一半.HTS在低温氮吸附等温线和脱附等温线之间存在明显滞后环;尺码分子苯吸附量也远大于常规钛硅分子筛TS-1的苯吸附量;已在环己酮氨肟化过程得到工业应用,显著简化了现有生产工艺,转化率大于99.5%,选择性大于99%.     

环己酮氨肟化反应过程中钛硅分子筛的溶解流失研究

在钛硅分子筛催化的环己酮氨肟化制备环己酮肟新工艺中，氨是引起分子筛溶解流失、导致催化剂失活的原因。研究表明，分子筛的溶解与反应体系的极性、氨含量等有关。采用添加含硅助剂的方法，可有效抑制碱性体系中分子筛的溶解流失，大幅度延长催化剂稳定运转周期。     

钛掺杂有机无机杂化介孔分子筛的制备及催化环己酮氨肟化

以1,2-二(三乙氧基硅)乙烷(BTEE)为硅源、EO_(20)PO_(70)EO_(20)(P123)为模板剂、TiCl_3为钛源,采用水热合成法一步合成了钛掺杂的有机无机杂化介孔分子筛(Ti-PMO),借助N_2吸附-脱附、XRD、UV-Vis和NMR等手段对材料的物化性质进行了表征,考察了模板剂移除和酸处理对Ti-PMO催化环己酮氨肟化性能的影响。实验结果表明,骨架内有机基团桥联的Ti-PMO具有规整的六方介孔孔道和较高的疏水性,在环己酮氨肟化反应中呈现出较高的肟选择性,采取溶剂萃取方法可有效除去分子筛中的模板剂,且不对骨架结构产生影响,四配位钛和非骨架的六配位钛均为环己酮氨肟化反应活性中心,酸处理可有效除去分子筛中大量的六配位钛物种,但降低了分子筛的反应活性。     

环己酮氨肟化反应体系中TS-1分子筛失活原因的研究

在TS－1分子筛催化环已酮氨肟化制备已酮肟反应体系中考察了催化剂的稳定性及失活原因，对新鲜催化剂和失活催化剂进行的XRD，FT－IR，FT－Raman,ICP,TGA/DTA等一系列对比表征和初步再生试验的结果表明，TS－1分子筛在单程运转周期内失活的主要原因是沉积物堵塞了分子筛的孔道，此外还存在着骨架钛结构变化的趋势，但失活子筛的晶相结构没有遭到明显破坏。     

丙烯环氧化反应组分在TS-1中吸附行为的分子模拟

 摘要：利用巨正则蒙特卡罗方法研究了钛硅分子筛（TS-1）催化丙烯环氧化反应中丙烯(C3H6)及过氧化氢(H2O2)在TS-1上的吸附行为。计算了压力为400kPa时，不同温度下丙烯和H2O2在TS-1中的吸附量和吸附能；探讨了主体相中不同n(C3H6)/n(H2O2)（进料比）下丙烯和H2O2的混合吸附行为，包括两者的吸附量及吸附位。结果表明，H2O2的吸附量明显高于丙烯；丙烯的吸附量随着温度的升高而降低，而H2O2的吸附量则随着温度升高而增加；H2O2的吸附能也高于丙烯。在混合吸附中，丙烯的吸附量随着进料比的增加而增加，而H2O2吸附量则随着进料比的增加而降低；当n(C3H6)/n(H2O2)=45时，二者在TS-1上的吸附量之比接近1，与两者反应的化学计量比相同，因此确定该反应的最佳进料比为45。还发现，丙烯优先被吸附于TS-1的直孔道和曲折孔道的交叉处，进而吸附于直孔道和曲折孔道中，同时H2O2被逐渐挤出孔道。     

TS－1沸石晶化过程中的影响因素

用水热晶化法在ＳｉＯ＿２·ＴｉＯ＿２·ＴＰＡＯＨ－Ｈ＿２Ｏ反应体系中对影响ＴＳ－１沸石晶化过程的因素进行了考察。结果表明，ＳｉＯ＿２／ＴｉＯ＿２比、ＴＰＡＯＨ／ＳｉＯ＿２比，Ｈ＿２Ｏ／ＳｉＯ＿２比、晶化温度及晶化时间对、ＴＳ－１沸石分子筛的形成和结晶度均有很大影响。ＴＳ－１沸石的晶化速度较快，在１２－２４小时之间即可完成。延长时间，结晶度普遍有降低的趋势。晶化温度以４３３Ｋ－４４８Ｋ为佳，最佳配方为ＳｉＯ＿２·ｘＴｉＯ＿２·０．２５－０．４０ＴＰＡＯＨ．２５－４０Ｈ＿２Ｏ（ｘ＝０．００－０．１０）。从ＩＲ光谱数据Ｉ＿９６０／Ｉ＿５５０随时间变化来着，骨架钛含量最大值出现在３６－９６小时之间，所以实际晶化过程以２－４天为宜。从所绘的三元相区图来看，配方只能在小区间变化，这主要由于钛含量的限制。ＴＳ－１沸石热稳定性大于１４７３Ｋ。     

双硅源合成TS-1分子筛及其环己酮氨氧化性能

同时以正硅酸乙酯(TEOS)和硅胶为硅源,采用水热合成法制备了TS-1分子筛.采用SEM、HRTEM、XRD和UV-Vis手段,对不同配比双硅源合成的TS-1样品进行了表征,并以环己酮氨氧化为探针反应对其催化性能进行了评价.结果表明,双硅源的配比影响合成TS-1的晶粒大小和骨架钛含量,从而影响TS-I的催化活性.双硅源中硅胶比例越大,合成的TS-1晶粒越大,催化活性越低.TEOS和硅胶摩尔配比为1时可以合成粒径均匀、催化活性良好的小颗粒TS-1.     

丙烯环氧化反应组分在TS-1中扩散行为的分子模拟

利用蒙特卡罗法(MC)及分子动力学(MD)方法,研究了钛硅分子筛（TS-1）催化丙烯环氧化反应中丙烯(C3H6)、过氧化氢（H2O2）及环氧丙烷（PO）在甲醇溶剂和分子筛中的扩散行为。计算了333K、400kPa时,C3H6/CH3OH、H2O2/CH3OH、PO/CH3OH混合体系在TS-1上的吸附等温线;在MC模拟基础上,计算了333K下C3H6、H2O2、PO在甲醇溶剂中的无限稀释浓度扩散系数和在TS-1中的扩散系数。研究发现,分子筛中吸附的分子个数对反应组分在分子筛中扩散有重要影响;在甲醇溶剂存在下,C3H6、H2O2主要在TS-1的直孔道中扩散,而PO则主要在曲折孔道扩散。     

高品质四丙基氢氧化铵的制备

四丙基氢氧化铵（TPAOH）的品质是影响TS－1分子筛性能的最重要的因素之一。而不同的制备方法得到的TPAOH水溶液质量差距较大，尤其是杂质的含量。本文采用氨洗阴离子树脂交换法制得的高品质TPAOH水溶液可合成出高质量的TS－1分子筛，该分子筛具有良好的催化活性。     

四丙基氢氧化铵改性TS-1催化氧化脱除2-甲基噻吩

 采用有机碱四丙基氢氧化铵(TPAOH)对微米TS-1进行碱改性。以改性后的TS-1为催化剂，H2O2为氧化剂，对含有2-甲基噻吩的正辛烷模拟燃料进行氧化脱硫研究。采用XRD、UV-vis、TEM、N2物理吸附等手段对改性前后的样品进行表征。考察了TPAOH浓度、改性温度以及改性时间对微米TS-1氧化脱除2-甲基噻吩性能的影响。结果表明，与未改性的样品相比，改性后的TS-1骨架结构未发生明显变化，骨架钛和非骨架钛含量均有所降低，并且生成一些尺寸约为1.4nm和40~60nm的孔，比表面和孔容增加。TPAOH改性TS-1对 2-甲基噻吩的氧化脱除率由改性前的70.5%提高到93.9%。最佳改性条件为: TPAOH的浓度0.4mol/l，改性温度413K，改性时间24h。     

水热合成条件对TS-1分子筛苯酚羟基化反应性能的影响

用四丙基氢氧化铵为模板剂水热法合成TS -1分子筛 ,经XRD、IR等表征证实合成的分子筛具有TS -1分子筛的典型光谱特征 ,SEM表征证实合成的TS -1分子筛结晶完全、晶粒均匀。该分子筛用于苯酚羟基化反应具有高催化活性和高选择性。结合物性表征研究了水热合成条件对合成的TS -1分子筛苯酚羟基化反应活性及选择性的影响。结果表明 ,最佳合成条件为 :晶化时间 2 4～ 72h ;晶化温度 170℃ ;模板剂用量及原料配比n(TPAOH) /n(SiO2 ) =0 2 2～ 0 3 0 ,n(SiO2 ) /n(TiO2 ) =3 3 ,n(H2 O) /n(SiO2 ) =3 5。     

单微乳液中制备Ag/TS-1及丙烯气相环氧化

采用N2H4还原含AgNO3的单微乳液制备了Ag／TS-1催化剂。TEM表征结果表明，Ag高度分散于TS-1之上。以H2、O2存在下的丙烯气相环氧化为探针反应，考察了Ag／TS-1的催化性能。结果表明，采用Ag／TS-1为催化剂，Ag的负载量为1％（质量分数，下同），823 K焙烧后，373 K下反应30 min时，丙烯转化率为1．69％，环氧丙烷（Propylene oxide，PO）选择性为93．2％。当Ag的负载量超过2％时，反应过程中生成大量的热，造成PO的选择性下降。采用Ag的负载量为8％的Ag／TS-1催化剂，消除热效应后，丙烯的转化率为2．46％．PO的选择性为79．2％。     

两亲性硅烷辅助水热合成具有介孔结构的TS-1分子筛

采用两亲性有机硅烷作为介孔模板剂、小分子有机胺为微孔导向剂一步法水热合成出了多级孔道TS-1分子筛.采用XRD、UV-vis、FT-IR、N2吸附、SEM、MAS NMR和TGA手段对合成样品进行了结构表征,同时考察了其催化氧化性能.结果表明,所合成样品除微孔范围内的0.55 am孔道外,还拥有孔径为3.7nm的均一介孔孔道;相比于常规TS-1,此样品拥有较为疏水的表面.与常规TS-1相比,在催化环己烯环氧化反应中,多级孔道TS-1凭借拥有中孔孔道,得到近两倍的转化率;同时由于多级孔道TS-1的表面羟基较少,有效地避免了环氧化产物的开环反应,因此环氧化物的选择性也是常规TS-1的2倍.     

四丙基氢氧化铵热稳定性对TS-1分子筛合成的影响

在170℃下研究了TPAOH溶液的热稳定性。结果表明，TPAOH容易分解为三正丙胺和正丙醇；采用改进方法可在低于150℃下合成TS-1分子筛，提高了TPAOH的有效利用率，TPAOH用量仅为传统方法合成TS-1分子筛的1/3。改进方法合成的TS-1分子筛经N2吸附-脱附、XRD、FT-IR和TEM等技术表征，其物化性能与传统方法合成的分子筛基本相同，晶粒尺寸为0.2～O.4μm，晶粒大小均匀，形状规整。在环己酮氨肟化反应中，改进方法合成的TS-1分子筛催化剂，其环己酮转化率达到97％，环己酮肟的选择性达到99％。