本科毕业论文答辩——SBA—15介孔分子筛的改性及其催化性能研究.ppt

{ { { { { { 本科毕业论文答辩 SBA-15介孔分子筛的改性及其催化性能研究 学 生：XX 指导老师：XX 答辩内容 文献综述 合成与表征 催化性能考察 结论 1 文献综述 SBA-15的骨架结构图 SBA-15的研究意义 SBA-15具有孔道结构规则、比表面积高、孔容大及孔径大小可控、热稳定性和水热稳定性较好、表面易修饰改性等特点，因此其在催化、吸附分离、新材料制备等领域有广阔的应用前景； SBA-15的发展重点是在催化上的应用。但纯SBA-15酸性弱，无催化活性。对其修饰改性可极大地提高其催化性能。 1 文献综述 SBA-15的研究现状 合成 合成机理认识； 合成物的优化：硅源、共溶剂等； 其它条件优化：酸度，晶化条件，搅拌等。 改性研究 改性 方法 直接水热法 后法：浸渍法、嫁接法、离子交换法等 改性物质 金属：K、Al、Ti、Cu、Ni、La、Ce等； 金属氧化物：TiO2、CuO 、CeO2等； 有机基团：烷基、烷氧基、氨基、苯基等； 酸：-SO3H、H3PW12O40等。 催化应用 固体酸催化反应； 氧化还原催化； 光催化； 手性催化。 2. 1 合成 SBA-15 RE-Al/SBA-15 小角XRD衍射图 2θ在0.86°附近出现较强的衍射峰d100，与SBA-15的XRD特征峰相一致，说明样品均具备二维六方的孔道结构；但样品的d110和d200衍射峰消失，说明La、Ce与Al的引入导致SBA-15孔道的有序度降低。 2.2 表征分析 N2吸附-脱附等温线 RE-Al/SBA-15 的N2吸附-脱附等温线具有典型的Langmuir IV型吸附-脱附等温线，具有与SBA-15的类似的H1型滞后环，表明样品为介孔材料。 与SBA-15所不同的是，其滞后环位置和拐点在向相对压力较低区域漂移，说明改性后孔径有所降低。 2.2 表征分析 SBA-15及RE-Al/SBA-15的部分结构参数如下表： 样品Sample 比表面积BET area (m2·g-1) 孔容Vtot (cm3·g-1) 平均孔径Average diameter(nm) SBA-15 590.3 0.96 7.22 La/Al-SBA-15(1) 466.5 0.579 4.34 La/Al-SBA-15(2) 356.4 0.507 4.06 Ce/Al-SBA-15(1) 426.3 0.511 4.21 Ce/Al-SBA-15(2) 349.0 0.479 4.03 2.2 表征分析 RE-Al/SBA-15的TEM图片 负载Al与稀土后的RE-Al/SBA-15仍保持规则的孔道排列，与XRD结果一致。 但负载后的样品外层覆盖着许多纳米微粒，这会导致孔径和孔容的减小，同时会对其性能造成一定影响。 2.2 表征分析 27Al NMR谱图 与标准27Al NMR谱图比较，合成样品均存在配位铝的核磁共振峰，说明Al已负载到SBA-15中。 但RE-Al/SBA-15在 25ppm处另有一核磁共振峰，且共振峰都较宽，说明稀土(La、Ce)负载添加对Al的配位状态造成一定的改变。 2.2 表征分析 NH3-TPD谱图 RE-Al/SBA-15出现两个明显的脱附峰。说明存在弱酸位和中强酸中心位，具有中等酸强度。 与Al/SBA-15的相比，其脱附峰向高处漂移，这说明添加稀土负载添加有利于更强的酸中心位生成，但酸量有明显的下降。 2.2 表征分析 3 催化性能考察 不同催化剂催化下的乙酸转化率图 1). 酯化反应 较佳的反应条件为：反应温度86℃，反应时间4h左右，稀土负载添加量为SBA-15/RE的质量比为25，催化剂为Ce-Al/SBA-15 。 与用浓H2SO4作催化剂时的转化率(反应0.5h时，乙酸的转化率即为可达到40%)相比，RE-Al/SBA-15由于酸性较弱，导致在酯化反应中的催化效率较差。 催化剂样品 苯酚转化率 （%） 选择性(%) 4-TBP 2,4-DTBP 2-TBP 浓H2SO4 85.13 25.67 14.13 12.31 SBA-15 0 0 0 0 Ce-Al/SBA-15(1) 35.73 18.36 0.62 0 La-Al/SBA-15(1) 82.37 9.82 25.51 63.87 不同催化剂烷基化反应中的催化性能(190℃、2.5h-1、2h、醇酚比4) 3 催化性能考察 2). 烷基化反应 3). 两反应比较 NH3-TPD和酯化反应中Ce-Al/SBA-15 都表明有更强酸性，但在烷基化反应中表现出相反的结果，这由于Ce-Al/SBA-15的强酸位主要源于B酸，在烷基化反应中高温导致B酸大量损失。 酯化反应所需催化剂的酸性强于烷基化的，因此酯化反应