MWW分子筛的合成与应用的研究

论文摘要

同时具有十元环和十二元环孔道结构的MWW分子筛在多种反应中显示出优异的催化性能，是一类有特色的新催化材料。本文系统地研究了MWW结构系列分子筛的合成条件及规律，对所制备的分子筛进行了结构和特性表征分析，并以相应的模型反应为基础，对其催化性能进行了评价。研究结果表明，MCM-22、MCM-49和MCM-56三种分子筛在硅铝比20-30之间范围内比较容易发生转晶，硅铝比高时易成MCM-22，硅铝比低时生成MCM-49；在相同硅铝比的情况下，增加凝胶的碱度有利于MCM-49的生成，但过高的碱度会导致丝光沸石的生成；低温和短合成时间有利于MCM-56的生成，延长晶化时间和提高晶化温度都会导致MCM-49的生成。三种分子筛的酸性表征结果表明，总酸量大小顺序为MCM-49＞MCM-22＞MCM-56；MCM-49的B酸量最多，而MCM-56具有更多的L酸。三种分子筛对苯与丙烯烷基化均具有良好的催化性能，烯烃转化率都在99.9％以上，并具有相近的产物分布。但MCM-49上异丙苯的选择性最高，产物正丙苯的的量也最多；MCM-56的结构特点使其上容易发生异丙苯的深度烷基化，因而产物中二异丙苯和三异丙苯的含量较高。在水热动态法合成的MCM-22母体的基础上，通过添加扩孔剂和柱剂，制备了具有较大比表面积的ITQ-2和MCM-36分子筛。结果表明，MCM-22（P）∶CTAB∶TPAOH=1∶5∶5是适宜的组分比例；超声时间对ITQ-2合成效果影响很大，样品的比表面积随超声时间的延长而增大；适宜的柱剂浓度是合成MCM-36分子筛的必要条件。与MCM-22分子筛相比，ITQ-2和MCM-36分子筛的酸性要弱，但这两种分子筛具有较大的比表面和中孔面积。由于这一特点，ITQ-2和MCM-36分子筛在1-己烯的异构化反应中表现出较好的异构选择性，为寻找新型的FCC催化材料提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 引言
• 1.1 MWW分子筛的概述
• 1.1.1 MCM-22 的结构
• 1.1.2 MCM-49 的结构
• 1.1.3 MCM-56 的结构
• 1.1.4 MCM-36 的结构
• 1.1.5 ITQ-2 的结构
• 1.2 MCM-22 分子筛晶体生长机理与晶体结构的关系
• 1.2.1 MCM-22（P）“单层结构”和“二层结构”的生成
• 1.2.2 MCM-22（P）的形成
• 1.2.3 MCM-22（C）的形成
• 1.3 MWW分子筛合成的研究
• 1.3.1 模板剂的选择
• 1.3.2 合成原料及配比
• 1.3.3 合成方法与晶化条件
• 1.4 MWW分子筛的孔结构和酸性
• 1.4.1 MWW分子筛的孔结构及其分布
• 1.4.2 MWW分子筛的酸性
• 1.5 MWW分子筛的应用
• 1.5.1 烷基化反应
• 1.5.2 催化裂化
• 1.5.3 其它反应
• 1.6 论文研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料
• 2.2 分子筛的制备方法
• 2.2.1 MCM-22、MCM-49 和 MCM-56 分子筛的制备
• 2.2.2 ITQ-2 分子筛的制备
• 2.2.3 MCM-36 系列分子筛的制备
• 2.3 分子筛的表征
• 2.3.1 XRD 测定
• 2.3.2 IR 测定
• 2.3.3 酸性测定
• 2.3.4 TG-DTA 分析
• 2.4 分子筛的性能评价
• 2.4.1 苯和丙烯烷基化反应
• 2.4.2 1-己烯的异构化反应
• 第三章 MCM-22、MCM-49 和 MCM-56 分子筛的合成、表征及性能评价
• 3.1 合成条件对 MCM-22、MCM-49 和 MCM-56 分子筛的影响
• 3.1.1 硅铝比的影响
• 3.1.2 碱度的影响
• 3.1.3 晶化温度的影响
• 3.1.4 晶化时间的影响
• 3.2 MCM-22、MCM-49 和 MCM-56 分子筛各自适宜的合成条件
• 3.3 MCM-22、MCM-49 和 MCM-56 分子筛的物化性质
• 3.3.1 XRD 谱图
• 3.3.2 FTIR
• 3.3.3 BET 分析
• 3.3.4 分子筛的酸性
• 3.3.5 TG 分析
• 3.4 MCM-22、MCM-49 和 MCM-56 三种分子筛催化性能的比较
• 3.5 小结
• 第四章 ITQ-2 和 MCM-36 分子筛的合成、表征及性能评价
• 4.1 ITQ-2 分子筛合成的研究
• 4.1.1 原料配比对合成的影响
• 4.1.2 超声处理时间对合成的影响
• 4.2 MCM-36（类）分子筛合成的研究
• 4.2.1 原料 MCM-22（P）硅铝比对合成的影响
• 4.2.2 柱剂浓度对合成的影响
• 4.2.3 溶涨时间对合成的影响
• 4.3 ITQ-2 和 MCM-36 分子筛的物化性质
• 4.3.1 孔道结构
• 4.3.2 骨架振动红外谱图
• 4.3.3 酸性
• 4.4 ITQ-2 和 MCM-36 分子筛的催化性能
• 4.5 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介