分子筛催化剂的硅烷化改性和其研究进展.pdfVIP

第十一届全国工业催化技术及应用年会论文集 分子筛催化剂的硅烷化改性及其研究进展 王广建+，韩亚飞，褚衍佩，冯庆吉，王 芳 (青岛科技大学化工学院，山东青岛266042) 摘要：分子筛具有高比表面积、高孔容积、孔道尺寸均匀可调和表面含有丰富的硅羟基等特点，是 近年来催化、吸附、分离和新材料等领域关注的焦点。分子筛可通过硅烷化改性等表面修饰手段在 骨架中引入有机基团制备新的有机一无机复合材料。综述分子筛硅烷化的反应机理和硅烷化改性 制备方法以及近年来国内外分子筛硅烷化的必威体育精装版研究进展，同时对未来分子筛硅烷化改性研究的 主要方向及应用前景进行展望。 关键词：分子筛催化剂；硅羟基；硅烷化；改性 近年来，分子筛凭借其孔道空旷、比表面积大和 分子筛硅烷化改性是指用硅烷化试剂(如氯硅 结构稳定等诸多特点引起广泛关注，并为多相催化、 烷和烷氧基硅烷等)与分子筛表面的硅羟基反应而 吸附分离以及高等无机材料等学科开拓了新的研究 在表面接枝有机官能团，主要通过Si—OH与有机 领域。但分子筛多为氧化硅材料，本身并没有进行 硅的共价结构实现。文献[．卜副推测硅烷化过程主要 化学反应的活性位点，而且分子筛的孔壁由无定形 发生如下反应：(1)脱羟基作用。大多数氢键结合 物质组成，水热稳定性较差，仅依靠分子筛骨架和孔 的sj—OH高温下，经脱羟基作用可以产生孤立硅 道的性能已经远远不能满足应用的需求。将分子筛 羟基和硅氧桥，硅氧桥也可参与硅烷化，提高硅烷化 通过硅烷化改性，在分子筛骨架中引入有机基团形 的程度‘6|。 成新的有机一无机复合材料是近年来的研究热点之 一，该复合材料中，无机硅组分提供机械结构和热稳 ◇令≤业八f 定性，而有机组分引入所期望的表面特性。硅烷化 ／SIi、。，Sii＼o，}＼+H20一i、o／{k胡＼ 不仅可以有效增加孔壁的疏水性，稳定分子筛结 构¨。2]，还可以改变表面极性；同时也能够嫁接有机 (2)硅烷化反应。硅烷化试剂与si—0H和硅 官能团，调节催化活性。本文对分子筛硅烷化的反 氧桥发生硅烷化反应，在表面接枝官能团分子，这些 应机理及研究进展进行综合评述。 基团可以调节孔径大小、提高材料表面的憎水性和 钝化硅羟基，改变催化活性。 1分子筛硅烷化反应及其机理 ／s＆ 分子筛具有较大的比表面积及丰富的表面硅羟 ? + H-x 基，使某些易与Si—0H作用的有机分子进入孔道 一 卢o-队 ／≤‘＼ 并与Si珈键结合成为可能【3]，为分子筛的硅烷化 改性创造了基础。分子筛表面一般有3种si—oH， ，／ f吗／s吗 即孤立硅羟基(哥ion)、孪式(偕)硅羟基 、，一X-SiR3～，+2Hx／＼． 八 [si(OH)：]和氢键结合的硅羟基¨。6|，硅烷化 作用一般只有前两种Si—OH才能发生；氢键结合 芦≯ 的Si—OH相互形成了亲水的网状结构，一般不参 与反应。 ／7八--o-jt＼翌／{＼。，k i＼一／串＼0，《i＼ 基金项目：国家自然科学基金资助资助项目 作者简介：王广建，1965年生。山东省青州市人。教授，博士生导师．从事催化新材料、环境净化催化工程及反应器