介孔分子筛SBA-15负载SiW12催化剂催化氧化二甲醚制取甲缩醛

• 作 者: 万书含
• 出 处: 哈尔滨师范大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 杂多酸 SBA-15 二甲醚 甲缩醛

本论文选择两种杂多酸PW₁₂和Si W₁₂,三种载体Al₂O₃,ZrO₂和SBA-15。杂多酸作为活性组分分别负载于载体,采用浸渍法制备得PW₁₂/Al₂O₃,PW₁₂/Zr O₂,PW₁₂/SBA-15,SiW₁₂/Al₂O₃,Si W₁₂/ZrO₂,Si W₁₂/SBA-15负载型杂多酸催化剂,将制得的催化剂应用于二甲醚制取甲缩醛的试验。首先选择最优载体,运用多种表征手段对筛选出的催化剂进行表征,探讨催化剂的结构特征。其次选出较好的活性组分,通过试验及多种表征手段得到较合适的杂多酸负载量。最后采取控制变量法,得到最优的反应条件。经过试验,我们大致可以得到如下结论:1.在PW₁₂和Si W₁₂这两种杂多酸中,SiW₁₂具有弱酸性位并且酸量适中,通过阅读文献了解到,弱酸位是二甲醚转化为甲缩醛所需要的活性位,所以Si W₁₂更符合试验的需要。在Al₂O₃、ZrO₂及SBA-15这三种载体中,SBA-15的优势明显,SBA-15的表面积大,杂多酸比表面积小,正好可以相互补充;SBA-15具有弱酸性,Al₂O₃、Zr O₂呈碱性,与活性组分相互作用过强,导致选择性过低甚至为零。SBA-15的弱酸性与杂多酸相互促进,且载体上的羟基与活性组分相互作用,更有利于得到较高的甲缩醛选择性。2.选择SiW₁₂/SBA-15作为催化剂,考察活性组分SiW₁₂的负载量对二甲醚转化率和甲缩醛选择性的影响。当负载量过少时,活性组分固然在载体上分散的好,但是并不起作用。当负载量过多时,虽然活性组分增多,活性位增多,但是分散的情况并不好,甚至有杂多酸晶体出现,这不利于试验。当SiW₁₂负载量为30%时,催化剂活性最好。3.最后改变试验条件,考察试验条件对二甲醚转化率以及甲缩醛选择性的影响,得到反应最优温度为453K,催化剂用量为5ml,二甲醚与氧气的摩尔比为1时,反应4小时以上,催化效果较好。在最优的催化剂组合以及适宜的试验条件下,二甲醚的转化率达到95%,甲缩醛的选择性达到67%。