分子篩基固體超強(qiáng)酸催化劑的制備及催化性能研究.pdf

1、目前工業(yè)上普遍采用硫酸、氫氟酸等液體酸催化劑，但它們具有毒性、腐蝕性、難以控制和分離困難等缺點(diǎn)，而作為環(huán)境友好型的固體超強(qiáng)酸催化劑能很好地解決這類問題。與其它固體超強(qiáng)酸催化劑相比，分子篩基固體超強(qiáng)酸催化劑有良好的形狀選擇性，比表面積大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，抗毒化能力強(qiáng)，可以調(diào)變酸中心和酸強(qiáng)度，能夠滿足許多酸催化反應(yīng)的要求，因此有良好的發(fā)展前景。
　　本論文制備了以ZSM-38、SAPO-34、MCM-41分子篩為載體，以Zr(SO4)2(Z

2、S)、H3PW12O40(HPW)、H2SO4為活性組分的分子篩固體超強(qiáng)酸催化劑，利用XRD、FT-IR、SEM、EDS、TG等分析測試手段對催化劑的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，考察了催化劑的制備條件和反應(yīng)條件對催化劑性能的影響。XRD測試發(fā)現(xiàn)硫酸鋯以非晶態(tài)的形式高度分散在分子篩表面。IR光譜表明，L酸的強(qiáng)度和數(shù)量隨焙燒溫度的升高而增大，B酸的強(qiáng)度和數(shù)量隨硫酸鋯負(fù)載量的增大而增大。SEM和EDS分析得出，焙燒處理和有機(jī)物質(zhì)的加入可以提高S與Z

3、r含量，從而提高催化劑的酸量、酸強(qiáng)度及催化酯化反應(yīng)的性能。TG分析得知ZS/SAPO-34催化劑分為三個(gè)階段失重，即102.9℃、345.7℃和543.3℃處，分別對應(yīng)于催化劑中自由水和模板劑的脫除、結(jié)晶水的脫除以及硫酸鋯分解釋放出SO3。由于酯化反應(yīng)溫度遠(yuǎn)低于硫酸鋯分解溫度，故催化劑在反應(yīng)中具有較高的穩(wěn)定性。
　　通過比較不同分子篩基的固體超強(qiáng)酸催化劑的催化性能，發(fā)現(xiàn)催化劑的催化性能與酸量和酸強(qiáng)度成正比關(guān)系。在適宜的反應(yīng)條件下，