改性β沸石催化環(huán)己酮肟氣相Beckmann重排反應的研究.pdf

1、己內酰胺是重要的有機化工原料之一,是合成錦綸纖維和工程塑料尼龍-6的單體,主要用于生產尼龍-6、樹脂和薄膜.環(huán)己酮肟Beckmann重排反應是己內酰胺生產中重要的工藝過程之一.目前,工業(yè)上主要采用液體酸作為催化劑催化Beckmann重排反應,除對設備防腐要求嚴格外還產生大量低價值的副產物.因此,開發(fā)價廉、環(huán)保、高活性、高穩(wěn)定性的重排反應用的固體酸催化劑具有十分重要的意義.本工作首先采用水熱合成法合成了β沸石,考察了合成條件對p沸石結晶度

2、的影響；然后運用不同的方法對Hβ進行改性,包括硼(骨架硼和負載氧化硼)改性、負載氧化鉬、液固相同晶取代制備H-Tiβ、堿處理(包括氨水、乙醇胺和乙二胺處理)；使用XRD、BET、IR、XPS和TPD等一系列技術對上述催化劑進行了表征；研究了這些催化劑催化環(huán)己酮肟氣相Beckmann重排反應的性能； 對不同硅鋁比的Hβ催化劑、H-ZSM-5分子篩以及介孔分子篩H-Si-MCM-41催化該重排反應的催化性能進行了比較.研究結果表明:

3、骨架硼不利于反應的進行；對于Hβ沸石負載B<,2>O<,3>催化劑,B<,2>O<,3>負載量小于20.33﹪時,負載的B<,2>O<,3>主要增加催化劑中弱Bronsted酸的量,有利于催化劑穩(wěn)定性的提高；負載量大于20.33﹪時,過多的B<,2>O<,3>覆蓋了催化劑的部分酸位而使催化劑的穩(wěn)定性降低.負載3.66﹪的MoO<,3>主要增加催化劑中弱Bronsted酸的量,有利于催化劑穩(wěn)定性的提高；MoO<,3>負載量為16.46﹪時

4、,由于負載量較高而使得催化劑的β沸石結構有所破壞.骨架鈦主要增加催化劑中弱Bronsted酸量,有利于催化劑穩(wěn)定性的提高；無定形鈦則不利于重排反應的進行.氨水、乙醇胺、乙二胺堿處理主要增加了催化劑的弱Bronsted酸量,提高了催化劑的穩(wěn)定性. 不同類型催化劑催化重排反應的活性位不同,具有β沸石結構的催化劑其活性位為弱Bronsted酸,具有MFI結構的H-ZSM-5催化劑其活性位為中性Si-OH,而介孔H-Si-MCM-41催