β沸石的微波合成及吸附行为

以粗孔硅胶为硅源,偏铝酸钠为铝源,四乙基氢氧化铵为模板剂,采用微波辐射方法合成了β沸石,利用氨氮吸附静态实验、电镜扫描、X衍射谱图分析及化学成分分析方法探讨合成样品结构对沸石吸附性能的影响。结果表明,微波辐射法最佳合成条件为:H2O和SiO2的摩尔比为2.5,辐射温度为140℃,辐射时间为60 min。微波辐射法合成的各种β沸石的吸附容量不同,最高为47.53 mg/g,最低仅为12.28 mg/g。微波合成条件是影响β沸石结构和饱和吸附容量的主要因素。微波合成沸石的相对结晶度越高饱和吸附容量越高,其中相对结晶100%的β沸石最高。结构松散的β沸石吸附容量相对较高。     

β沸石催化合成TAME的宏观动力学

为了生产有利于环境友好的新配方汽油,以适应环境保护的更高要求,为β沸石分子筛催化剂的开发和反应器的设计提供数据,对异戊烯和甲醇在β沸石分子筛催化剂作用下合成TAME液相醚化反应的宏观动力学进行了研究。采用双组分改性的β沸石分子筛(磷的质量分数为1%,钼的质量分数为3%)作催化剂,在考察并消除了内外扩散影响的条件下,温度为60~90℃,在间歇式反应釜内保持压力为1.0 MPa,甲醇与异戊烯合成TAME,得到动力学实验数据。根据Arrehenius方程,采用非线性拟合方法处理实验数据,得到了宏观动力学方程。通过对模型的验证表明,得到的叔碳烯烃醚化反应宏观动力学方程及动力学参数能较好的描述醚化反应过程。     

微波辐射条件下HY沸石催化对甲酚与叔丁醇的烷基化反应

以对甲酚为原料,以不同硅铝物质的量比的HY为催化剂,在微波辐射条件下与叔丁醇进行烷基化反应合成2⁃叔丁基对甲酚（2⁃TBC）。以二甲苯为溶剂,考察微波辐射时间和功率、反应温度、原料物质的量比、溶剂种类等工艺参数对反应的影响。结果表明,以硅铝物质的量比为5.4的HY沸石为催化剂,n（叔丁醇）/n（对甲酚）=1.3,微波辐射功率为700 W,在140 ℃下微波反应40 min,微波辐射加热时间只需油浴加热反应时间的1/8,而对甲酚转化率提高3倍左右,对甲酚转化率最高可达72.91%;目标产品2⁃TBC产率可达68.08%,选择性达到93.32%;副产物为醚化产物对甲基苯叔丁基醚（TBPE）和二烷基化产物2,6⁃二叔丁基对甲酚（2,6⁃DTBC）     

微波辐射下Zn-X、Zn-Y和Zn-丝光沸石催化剂的制备

利用微波辐射加热进行Zn2 离子与X、Y和丝光沸石分子筛的离子交换,制备离子交换型沸石催化剂Zn-X、Zn-Y和Zn-丝光沸石.通过考察溶液浓度、微波辐射功率、加热时间等因素对交换度的影响,得出交换反应的适宜工艺条件为:交换原液浓度0.06 mol.L-1(丝光沸石)、0.10mol.L-1(Y沸石)、0.12 mol.L-1(X沸石),加热时间6 min(X沸石和Y沸石)、12 min(丝光沸石),微波辐射功率390 W(X沸石、Y沸石和丝光沸石).Zn2 离子与X、Y和丝光沸石的一次交换度分别为79.2%(X沸石)、67.7%(Y沸石)3、8.8%(丝光沸石).对比实验结果表明:在相同工艺条件下,微波辐射加热法所需时间仅为传统加热法的1/40~1/80.XRD结果表明:微波辐射对沸石晶体结构无破坏作用.采用“二交二焙”法可使Zn2 与Y沸石的交换度由67.7%提高到79.2%.     

β沸石分子筛的改性及其醚化性能

分别用钼、银对Hβ沸石分子筛进行改性,在小型固定床反应装置上进行了催化裂化轻汽油醚化试验。研究改性催化剂的催化活性和稳定性,考察了改性催化剂制备条件和反应温度、醇烯摩尔比、空速对醚化反应的影响。实验结果表明,银和钼负载量不同,制备的改性催化剂醚化活性不同,其中改性沸石负载钼的质量分数为3%时醚化活性最高,总叔碳烯烃转化率为57.47%,比Hβ沸石原粉的高出6个百分点。最佳反应条件为:温度70～80℃、空速为1.0h-1和醇烯摩尔比为1.05。经过改性的Hβ沸石催化剂的稳定性有所提高,载钼的质量分数为3%时改性的Hβ沸石催化剂的稳定性最好,经过400h的反应,反应物中活性烯烃的转化率由57 87%下降到55 39%,具有一定工业开发价值。     

碳化钼/β沸石的制备及其催化大豆油加氢脱羧性能

以MoO3为前驱体、改性β沸石为载体,采用程序升温还原法制备了Mo2C/β沸石催化剂,并对催化剂进行了XRD和TEM表征,考察了还原条件对催化剂性能的影响。在小型固定床反应装置上进行了大豆油加氢反应。结果表明,随着程序升温速率降低,β-Mo2C的衍射峰强度增强。随着碳化终温升高,碳化程度逐渐加深。当程序升温速率为1℃/min,碳化终温为650℃时,β-Mo2C的衍射峰最清晰。以正己烷作为碳源,Mo2C在载体上分散均匀,具有较大的比表面。采用Mo2C负载量为21.25%的Mo2C/β沸石为催化剂,在压力为3.5MPa、液时空速0.5h^-1、氢油体积比500、反应温度280、320℃的条件下,大豆油经过加氢后,凝点下降到-5～-10℃,十六烷值保持在70以上。     

催化裂化轻汽油在Ag改性β沸石催化剂上的醚化

制备了Ag/Hβ醚化催化剂,并在小型固定床反应装置上采用制备的催化剂进行了催化裂化轻汽油醚化试验。考察了Ag/Hβ沸石催化剂的制备条件对催化性能的影响以及反应温度、空速、醇烯比、压力对醚化反应的影响。实验结果表明,随着Ag负载量的增加,Ag/Hβ催化剂的醚化活性略有增加,当Ag负载的质量分数为2%时达到最大值,此后继续增加Ag负载量,催化剂的醚化活性下降。随着焙烧温度的增加,催化剂的活性逐渐增加,在焙烧温度450℃时达到最大值。采用Ag(2%)/Hβ催化剂具有较好的醚化活性。在最佳反应条件(温度为70℃、压力为0.8MPa、空速为1.0h-1、醇烯比为1.0)下,叔碳烯烃的转化率可达到56.27%。负载后的催化剂具有活性高、不易失活等优点。     

微波辐射作用下氯乙酸异丙酯的合成

利用微波辐射加热法,以氯乙酸与异丙醇为原料,丝光沸石为催化剂,合成氯乙酸异丙酯.考察微波功率、加热时间、催化剂用量、酸醇摩尔比等因素对反应的影响.通过正交实验得出合成氯乙酸异丙酯的最佳工艺条件:微波功率为480W,加热时间为80min,催化剂的用量为4g·mol-1,n(酸)∶n(醇)=2∶1,此条件下氯乙酸异丙酯的产率为64.1%;各种因素对酯化反应影响的重要性次序为:微波功率>加热时间>酸醇摩尔比>催化剂用量.对比实验结果表明,采用微波辐射加热法合成氯乙酸异丙酯的反应速度至少是常规加热法的5倍.     

水介质下微波辐射对PET纤维结构与性能的影响

运用微波辐射法对PET纤维表面进行处理,测试了不同微波功率和不同微波时间下纤维样品的回潮率和断裂强度,并采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)分别对样品的形貌、分子结构、结晶度进行表征.结果表明:微波处理使得PET纤维表面被刻蚀而变得粗糙;纤维表面增加了极性基团-OH和-COOH;微波处理前后的PET纤维的结晶度从34.4%下降到30.2%.     

L沸石的合成条件与反应性能研究

采用水热合成法成功合成了L沸石分子筛。采用X射线衍射仪、红外光谱仪等对其结构进行了表征,并在固定床装置上评价了其芳构化、异构化性能。结果表明,在L沸石合成初始凝胶组成为：n（K2O）/n（Na2O）/n（Al2O3）/n（SiO2）/n（H2O）=5.4∶5.7∶1∶30∶500时,最佳合成条件为：晶化温度170℃,晶化时间24h,陈化温度25℃,陈化时间2h,pH为9～10;该条件下制备的L沸石结晶度更高、骨架结构完整,并且在反应温度为460℃时液体收率达60.5%,异戊烷选择性35%。     

Al-β沸石催化合成乙酸辛酯

用不同浓度的AlCl3溶液将Si/Al比为50的β沸石进行离子交换得4种改性Al-β沸石,并对β-沸石及改质沸石的表面酸量和酸强度进行了表征。用0.2mol/l AlCl3进行离子交换的Al-β沸石的表面酸量和酸强度最大,催化活性最高。利用Al-β沸石分子筛作催化剂,对乙酸和辛醇的酯化反应进行了研究,考查了催化剂用量、醇酸摩尔比、反应时间等对乙酸辛酯的酯化产率的影响;适宜的反应条件为：n（醇）/n（酸）为1.0：1.4,催化剂用量6g/mol辛醇,反应时间1.5h,酯化率达92%以上。     

低温催化裂化汽油非加氢催化剂的研制

采用Hβ 沸石为载体, 以非贵金属Ni , W 为活性组分, P 为助剂低温合成FCC 汽油非加氢催化剂, 并利用氯化处理方法对载体进行改性研究, 考察氯化温度、氯化时间对催化性能的影响。应用BET 法表征, 确定改性条件对载体物化性质的影响, 在微型反应装置上分析催化剂的降烯烃的能力。结果表明, 当氯化温度为600 ℃, 氯化时间为6 h 时, 所得催化剂活性较高, 稳定性较好, 能持续运行2 000 h , 分析反应温度对产品分布的影响, 在110℃的低温条件下, 汽油中的烯烃体积分数下降了18 .2 %, 同时硫脱除率高达35 .4 %, 且催化剂再生性能较好, 再生后仍保持较高的催化活性。     

微波合成沸石在醚化反应中的应用研究

采用微波合成沸石为催化剂,在小型固定床反应装置上,考察叔碳烯烃与乙醇的醚化反应活性.结果表明:在最佳反应条件温度65℃、醇烯摩尔比1.2、压力0.8MPa和体积空速0.8h-1下,叔碳烯烃总转化率达46.3%.经过600h的稳定性试验,叔碳烯烃转化率维持在44.0%基本不变,表明该催化剂活性稳定,具有良好的工业应用前景.     

微波辐射处理造纸工业污水

采用微波辐射技术对造纸工业废水进行处理研究.以FeSO4负载炉渣为吸波催化载体,微波辐射处理造纸废水,可有效降解其有机污染物.炉渣微波活化活性优于普通炉活化.正交优化实验得到微波处理最优条件为:负载型炉渣用量为28 g、微波辐射时间为17 min、微波功率为800 W,最优条件下COD去除率可达95%.活化炉渣重复使用,COD去除率明显下降,炉渣破损是效率下降的主要原因.     

硫酸亚铁/微波辐射稀酸水解玉米秸秆产生还原糖

采用微波辐射,在金属盐硫酸亚铁为助催化剂的条件下,对玉米秸秆进行稀酸水解制备还原糖的研究,考察了硫酸亚铁质量分数、硫酸质量分数、液固质量比、微波辐射功率、微波辐射时间和微波辐射压力对水解制备还原糖产率的影响。结果表明,硫酸亚铁质量分数3%、硫酸质量分数2%、液固质量比15、微波辐射功率187.5W、微波辐射时间30min、微波辐射压力0.3MPa为最佳水解条件,在此条件下还原糖产率可达38.5%,与无金属盐时的微波辐射稀酸水解方法相比,还原糖产率增加了1.1倍,与无微波辐射时的稀酸水解方法相比,还原糖产率增加了2.8倍。     

Hβ沸石催化降解聚苯乙烯和聚乙烯

将Hβ沸石进行水蒸气处理、酸处理改性后,其比表面、总孔容及平均直径均增大,二次孔孔体积占总体积的38.7%,说明改性后的沸石具有更通畅的孔道和较多的二次孔,总酸量减少,酸强度分布降低。热重分析研究了处理前后的Hβ沸石作催化剂对聚苯乙烯及聚乙烯催化降解的作用。结果表明,Hβ沸石能显著地降低聚乙烯的热降解温度,催化剂的酸量对聚乙烯降解温度及积炭生成有很大的影响。催化剂酸量增加,聚乙烯的降解温度显著下降,同时积炭的含量却明显增加,是热降解产生积碳的6倍;而催化剂对聚苯乙烯的热降解温度影响不大,且主要取决于孔道结构。但积碳的生成与聚乙烯类似,都是随着催化剂的酸量增加而大幅度增加。     

（S）-噻吗洛尔半水合物的合成及表征

为了开发β受体阻断剂新药（S）-噻吗洛尔半水合物，采用3-吗啉-4-氯-1，2，5-噻二唑为起始原料，经水解反应得到中间体1（3-吗啉-4-羟基-1，2，5-噻二唑）。中间体1与R-环氧氯丙烷发生醚化反应，经后处理及重结晶得到中间体2 {（R）-4-［4-（环氧乙烷-2-基甲氧基）-1，2，5-噻二唑-3-基］吗啉}。中间体2经胺化反应、马来酸成盐及重结晶得到（S）-马来酸噻吗洛尔。（S）-马来酸噻吗洛尔经游离、纯水转晶得到符合药典标准的（S）-噻吗洛尔半水合物，总收率14.05%且e.e.值为99.66%。最终成品经IR、1H-NMR、13C-NMR、MS、TGA、DSC表征，并优化各步反应条件。结果表明:以三乙胺为醚化反应缚酸剂75 ℃反应最佳；以乙醇为胺化反应溶剂46 ℃反应16 h最佳；S-噻吗洛尔的转晶拆分以水作溶剂，比传统不对称合成工艺安全稳定，操作简单，适合工业化生产。     

氯乙酸改性制备稻草吸附剂的研究

以农作物废弃物稻草为原料,用氯乙酸对其醚化改性制备重金属离子吸附剂。考察了醚化时间、醚化温度、NaOH及氯乙酸用量对改性稻草增重率的影响,得到制备稻草重金属离子吸附剂的最佳工艺条件,红外光谱表征产物结构。实验结果表明：醚化时间1.5 h、醚化温度70℃、m（稻草）：m（NaOH）为1∶1、m（稻草）：m（氯乙酸）为1∶0.5,增重率为24.8%。