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本文研究了扩孔TS-1分子筛在H2O2一步氧化苯制苯酚反应中的催化效果。首先,采用离子交换手段对TS-1分子筛进行扩孔,分析表明分子筛DBJH孔径由1.38 nm增大到1.47nm,孔径略变大;并优选了催化剂挤条成型的配方,确定成型催化剂中TS-1分子筛的含量为90%。
其次,在间歇反应中考察了各因素对苯一步法制苯酚的影响,优化了间歇反应条件,优选乙腈作溶剂,搅拌速率为400 r/min,采用双氧水连续进料,在H2O2/苯摩尔比为1,乙腈/苯的质量比为8,反应温度为70℃,TS-1分子筛用量为2.1%(wt)},在反应时间为4 h时,苯的转化率为12.5%,苯酚的选择性为92.2%。
然后,采用成型TS-1催化剂,在连续反应中考察其催化效果。在反应温度70℃,反应压力0.7MPa,H2O2/苯摩尔比为1,乙腈/苯的质量比为8,液体流速为4 ml/min时,采用20-40目细颗粒催化剂,在反应时间为60分钟至90分钟时间范围内,苯的转化率约为10%,苯酚的选择性约为92%。但催化剂在反应中的稳定性较差,易失活。
最后,采用XRD、SEM、微结构分析、TG—DTA等方法对失活催化剂与新鲜催化剂进行分析。结果表明:失活催化剂骨架结构未发生变化,晶形晶貌未发生明显改变;TG曲线上在温度320℃左右出现失重,这些分析结果表明催化剂的失活是副产物在催化剂上积碳所导致的。通过对失活催化剂进行焙烧再生及活性评价实验,再生后催化剂的活性得到恢复,表明反应中TS-1催化剂的失活是暂时性失活。