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本论文以复合模板剂结合水热的方法制备多级孔结构氧化锆为出发点,合成出一系列铝掺杂,钼掺杂,硫酸化多级孔结构氧化锆基固体酸材料,并对其特定的性能进行了初步的研究。同时采用介孔氧化硅为硬模板合成出具有较高热稳定性的介孔氧化锆材料。
基于本课题组工作基础,使用复合模板剂,并以Al2(SO4)3·18H2O同时为铝源和SO42-源,在一步法合成氧化锆骨架的同时,完成氧化铝的掺杂和硫酸化处理,制备了一系列具有较大比表面积、晶化骨架以及多级孔道结构的Al2O3/ZrO2-SO42-固体酸催化剂。该制备方法工序较少,过程简单。以正丁醇和乙酸的酯化反应作为探针反应,并对所制得的催化剂的催化性能进行了测试。催化结果显示,氧化铝和硫酸根的掺杂可以产生大量的酸性位,保证了催化剂的酸性,从而有效增强催化剂的催化活性。研究表明氧化铝的引入可以增强催化剂表面硫酸基团的热稳定性,从而增强了催化剂的重复使用性,使其在多次使用后,仍能保持较高的催化活性。另外,由于ASZ-x系列样品具有多级孔道结构,使其比在相同负载条件下的参比样品具有更高的催化活性。
使用复合模板剂,并以(NH4)6Mo7O24·4H2O为钼源,在合成氧化锆骨架的同时,完成氧化钼的掺杂,采用水热法制备了一系列的具有较大比表面积,晶化骨架以及多级孔道结构的MoO3/ZrO2固体酸催化剂。
使用复合模板剂,并以(NH4)6Mo7O24·4H2O为钼源,并以Al2(SO4)3·18H2O同时为铝源和SO42-源,在一步法合成氧化锆骨架的同时,完成氧化钼,氧化铝的掺杂和硫酸化处理,制备出两个Al2O3& MoO3/ZrO2-SO42-多级孔结构固体酸试样并对其进行了结构表征和酸性表征。表征结果表明,这两个样品均具有部分晶化的四方相氧化锆骨架,较大的比表面积,介孔与大孔并存的多级孔道结构。
以KIT-6为硬模板制备介孔氧化锆,所制得的样品在550℃煅烧,NaOH溶液处理之后具有高达197m2/g的比表面积,但模板的有序性已丧失。由红外及孔径分布曲线得知,样品中硅模板已经基本去除,但在氧化锆表面覆盖有氧化硅层。样品在650℃,750℃,850℃煅烧后仍具有较大的比表面积及蠕虫状介孔结构。这样的硬模板合成方法具有很好的通用性和重复性,只要选择合适的模板和前驱体,很多具有良好晶化骨架的介孔氧化物材料均可以通过此方法获得。