三元混合氧化物,碱性催化剂制备新方法.doc

三元混合氧化物：一种制备碱性催化剂的新方法 摘要：一系列三元混合氧化物 按照溶胶吸附/脱附等温线以及通过二氧化碳吸附和热解吸形成的碱度分布来确定的。此外，在甲醇中发生的甲苯侧链烷基化的反应性被作为这些氧化物的酸基本特征的量度。所制备的三元素复合氧化物表现出良好的碱度（ 300摩尔/克）和中孔材料中的结构特性。材料基本点的密度和强度是通过应用多变量分析建立数据模型来与合成参数相关联的。例如IA/铝= 0.30，大量的碱金属的存在，是与中型强碱性位增加的密度有关的。反应模型的产品的分布证实了有弱的和很强的碱中心的存在,前者负责任芳环烷基化和后者则是苯乙烯合成。 关键词:混合氧化物;碱度;多元方法;二氧化碳吸附;甲苯侧链甲基化 1介绍 溶胶 - 凝胶化学的二元混合氧化物的制备中的应用得到了广泛的研究[1]。由于不同的组件在相同的三维大分子网络的组合，混合氧化物接近分子尺度上的均相混合，并相比原纯氧化物显示出了特有的行为。这些混合氧化物作为酸催化剂（例如，二氧化硅 - 氧化铝凝胶[3]），氧化催化剂（例如二氧化钛 - 二氧化硅凝胶[4]），燃料电池用材料（如铈-Zr钙氧化物[5]）和支撑[6]在化学和石油化学加工和催化中起中心作用[2]。与此相反，的基础材料（例如，镁/铝混合氧化物）合成中溶胶 - 凝胶过程的应用已被认为是几乎没有的[7-9]。特别是，结合铝系氧化物（例如碱金属，碱土类金属）中两种不同的碱元素的效果尚未被研究过。事实上,正如碱土金属混合氧化物的存在已经被证明带来基本的性格,碱金属的介绍通过溶胶-凝胶法合成是不寻常的[9],尽管他们的特定的高碱度。混合氧化物的反应性和碱度都极大地受到制备过程(如共同沉淀、溶胶-凝胶法、移植)和综合变量(如成分、性质和数量的元素,金属前体、反应温度、搅拌速度、老化、干燥、煅烧、等等)[1]的影响,他们的评价耗钱和耗时的过程。对于如此复杂化学体系的研究中，多变量方法的应用得到了有效的建议[10,11]。具体来说,多元方法是基于数学和统计方法的应用并运用到大量实验集合的先验选择中。多元方法可以很好地用于数据建模。 这项工作报告了三个碱元素混合氧化物的合成，理化性质和催化测试。这项合成是通过溶胶 - 凝胶法中的胶凝剂（氢氧化四丙铵（TPAOH））的存在下进行的。在众多参数中，选择出可能会影响这种合成的母液中的五种化学成分来作为最重要的碱度对介孔材料：碱金属（IA）的性质和数量、碱土金属(IIA)的性质和数量,胶凝剂的数量。基本性能用二氧化碳化学吸附/热解吸（TPD）和在甲醇中的甲苯侧链烷基化作为这些氧化物的酸碱基本特征的探针反应的反应性进行分析。 2方法 在合成材料的属性上[12]，多元实验设计策略同时被应用于几种准备变量的研究。它由M变量(通常称为因素在多元环境中)和N实验, 以系统的方式设置调查变量。因此N个×M矩阵将代表变量空间X。反应矩阵Y对于每一实验至少含有一个反应变量（即一个结果），这个矩阵是必要的数据分析。多变量分析的目的是找出X和y之间的联系的，任务是由使用的建模方法和数据进行探索。 值得注意的是,实验变量通过析因设计的检查是不同并且相互独立的(阶乘设计是正交的定义)。统计相关的各因素的缺乏保证了各因素对反应影响的独立估计。此外，部分因子实验设计可以适用于降低所必需的变量的评价实验的数目。 具体来说，三元素复合氧化物的编制是由一个25-1部分因子实验设计策略导致不同组成的16材料的准备（详见表1和3.1节）。 实验因素和反应之间的相关性证明了相关矩阵分析，其中包含16个合成材料实验因素和结果（具体来说碱度分布）数据集。与软件[13]进行了实验设计的分析。 3实验 的摩尔比是23的所有准备工作。ⅠA和ⅡA族酯前体溶解在该溶液中。在22℃下，该溶液是要加入到在磁力搅拌下的 异丙醇溶液（ 摩尔比为10）。IA，IIA和TPAOH的量表示为摩尔比相对于铝，改变为0.05和0.30。单相混合物在22?C搅拌数小时，直到生产均匀的凝胶，在22?C老化16小时。凝胶在100?C干燥2小时，然后在空气溢流焙烧550?C5小时，以完全除去有机化合物。将煅烧材料具有的溶胶前体的相同的化学组成。它们示于表2中。 3.2结构特性 Fisons Carlo Erba Sorptomatic 在1990分析得到的 - 脱附等温线是通过静态容量法在-196?C获得的。分析前，将样品在350?C动态真空（10-5毫巴）下处理5h。孔体积（毫升/克）是从吸附体积（以立方厘米STP/ g）的使用的密度在正常液体状态相关（r =0.8081克/厘米）[14]而获得。比表面积是由装配完整的带三个参数的BET方程p / p?在0.001 - -0.2范围决定的。中孔（2≤D≤50纳米）尺寸分布从N2的脱附分支具有圆柱形孔