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閱讀：44發(fā)布時(shí)間：2025-10-4
| MeAPO-5（Me=Fe、Co、Mn）分子篩的制備、表征及催化環(huán)己烷氧化性能 北京締森科技微型反應(yīng)釜，小型反應(yīng)釜，加氫高壓反應(yīng)釜，在 MeAPO-5（Me=Fe、Co、Mn）分子篩的制備、表征及催化環(huán)己烷氧化性能中的應(yīng)用 【作者】 晏志強(qiáng)； 【導(dǎo)師】 林維明； 【作者基本信息】 廣州大學(xué)， 化學(xué)工藝， 2010， 碩士 【摘要】 環(huán)己烷催化氧化制備環(huán)己酮和環(huán)己醇(統(tǒng)稱KA油)是工業(yè)上一類重要的反應(yīng)。盡管此工藝相對(duì)成熟,但由于環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率、KA油選擇性以及酮醇比較低;三廢污染嚴(yán)重且能耗大,因此一直是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。開發(fā)高效催化劑是解決該問題的關(guān)鍵。雜原子金屬取代的磷鋁分子篩(MeAPO-5)由于其獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)和良好的吸附性和熱穩(wěn)定性,并具有酸性中心和氧化還原中心,成為前景好的多功能催化劑。因此本文采用水熱晶化法合成多種MeAPO-5分子篩,考察了制備過程中各因素的影響,對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并考察了其環(huán)己烷氧化性能?？疾炝酥苽溥^程中鋁源、金屬加入量、模板劑的加入量、晶化溫度、晶化時(shí)間、煅燒溫度等對(duì)MeAPO-5分子篩性狀的影響?？偨Y(jié)出制備的條件為:以擬薄水鋁石為鋁源,以三乙胺為模板劑,以磷酸為磷源,按照摩爾配比xMe:(1.05-x)Al2O3:1.05P2O5:1.0Et3N:100H2O(x=0.025、0.05、0.075、0.1)投料,在180°C下水熱晶化48h,然后在550°C下煅燒6h可制備出結(jié)晶度較好的MeAPO-5(Me=Fe、Co、Mn)分子篩。采用XRD、骨架振動(dòng)FT-IR、H2-TPR、熱重分析(TG)、氮?dú)馕锢砦?/span>-脫附、紫外-可見漫反射光譜(UV-Vis)以及掃描電鏡(SEM)等手段對(duì)合成的分子篩的結(jié)構(gòu)、形貌以及Fe、Co、Mn原子在分子篩骨架中的存在狀態(tài)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,所制備的MeAPO-5分子篩確為AlPO-5的結(jié)構(gòu)和形貌;分子篩孔徑位于0.6~1.2nm之間,屬微孔結(jié)構(gòu);Fe、Co、Mn進(jìn)入了分子篩的骨架;CoAPO-5和MnAPO-5分子篩骨架中存在四配位的Co(II)和Mn(II),經(jīng)過焙燒,可以部分氧化為Co(III)和Mn(III)?？疾炝朔磻?yīng)溫度、氧氣壓力、催化劑用量、引發(fā)劑、分子篩微孔容以及金屬含量對(duì)環(huán)己烷氧化反應(yīng)的影響。結(jié)果表明,由于MnAPO-5深度氧化能力較高,導(dǎo)致其對(duì)環(huán)己烷氧化反應(yīng)目的產(chǎn)物選擇性過低。因此,對(duì)于環(huán)己烷氧化反應(yīng),FeAPO-5,CoAPO-5分子篩作為催化劑更為合適。且對(duì)于FeAPO-5催化劑,在反應(yīng)溫度130°C,氧氣壓力1.5MPa,Fe/Et3N=0.075,催化劑用量0.1g,叔丁基*(TBHP) 0.1g,8g環(huán)己烷反應(yīng)24h時(shí)環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率為7.93%,KA油總選擇性達(dá)到93%,酮醇比為2.87。較工業(yè)水平4~5%的環(huán)己烷轉(zhuǎn)化率及80%的KA油的選擇性均有很大程度的提高。反應(yīng)之后的催化劑在550°C下焙燒再生將破壞其穩(wěn)定性。 |
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