PDF《合成方法对 M CM 2》

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26 高等学校化学学报No.

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5 年11月CHEM I CAL JOURNAL OF CH I NESE UN I VERSITIES 2108~2112 合成方法对 MCM

2 22分子筛的结构、 性质及催化性能的影响 杨飘萍 , 王振旅 , 于剑锋 , 许宁,刘庆生 , 宿美平 , 吴通好 (吉林大学化学学院 , 长春 130023) 摘要 在水热条件下分别以动态法和静态法合成了高纯度和高结晶度的 MCM2 22分子筛. 采用 N2吸附、 XRD、TEM和FTIR等方法研究了制备方法对分子筛的结构及性质的影响. 结果表明 , 动态法合成的 MCM2 22比静态法合成的分子筛的晶粒小 , 酸量低. 在丙酮一步法合成甲基异丁基酮反应中 , 静态条件下合成的 MCM2 22为载体的催化剂的丙酮转化率较高 , 这是由于该分子筛的酸量较高所致. 而MIBK的选择性则呈相 反趋势 , 这可能与动态条件下合成的分子筛粒径小、 孔道短有关. 关键词 MCM2 22分子筛 ;

合成方法 ;

甲基异丁基硐 ;

酸量 中图分类号 O643.

1 文献标识码 A 文章编号

02512 0790 (2005)

112 21082

05 收稿日期 :

20042 092 03. 基金项目 : 国家自然科学基金 (批准号 : 20273025)资助. 联系人简介 : 吴通好 (1940年出生 ) , 男,教授 , 博士生导师 , 从事多相催化研究. E2 mail: wth@mail . jlu. edu. cn 自Mobil公司于 1990年采用水热法合成新型高硅 MCM2 22分子筛以来 , 有关 MCM 系列分子筛的 合成、 表征及应用引起了人们的广泛关注 [ 1~5 ] . Leonowicz等[6]通过高分辨电镜和同步 X射线粉末衍射 分析发现 , MCM2 22含有 2个互不相通的多维孔道体系 , 其中一个为二维正弦十元环网状孔道 , 孔径大 小为

410 nm *

510 nm;

另一个同为十元环 , 但含有较大的超笼 , 将超笼沿水平剖开则为十二元环 , 笼 的大小为

0171 nm *

0171 nm *

1182 nm. 这些较大的内部空间由大小为

014 nm *

015 nm的十元环相互 联接. Cor ma和Meloni等[7~9 ] 采用各种方法对 MCM2 22分子筛进行了广泛研究. 结果表明 , MCM2 22分 子筛与 ZS M2 5的酸量相当 , 具有适当的酸性. MCM2 22分子筛独特的孔道结构及酸性使其在很多催化 反应 (如烷基化 [ 2,

10 ] 、 异构化 [

3 ] 、 芳构化 [

11 ] 及裂解反应 [

4 ] 等 )中表现出良好的应用前景. 甲基异丁基酮 (Methyl isobutyl ketone, M I BK)作为一种优良的中沸点溶剂广泛用于涂料及印染行 业. 工业上生产 M I BK主要采用三步法 : ( 1) 丙酮在酸或碱作用下缩合生成二丙酮醇 (DAA ) ;

(2) DAA在酸催化下脱水生成异丙叉丙酮 (MO) ;

(3) MO 选择性加氢生成甲基异丁基酮. 但该方法 所得产物的产率低、 功耗大 , 且污染环境 , 因而已逐渐被一步法取代 [

12 ] . 我们在水热条件下分别在动态和静态条件下合成了 MCM2 22分子筛 , 采用多种表征手段研究了合 成条件对 MCM2 22分子筛结构和性质的影响 , 并用丙酮一步法合成甲基异丁基酮 , 考察了合成条件对 分子筛催化性能的影响.

1 实验部分 1.

1 动态条件下合成 M CM

2 22分子筛 合成方法参见文献 [

7 ]. 在剧烈搅拌下 , 将20 mL六亚甲基亚胺一次加入到溶有

21282 g偏铝酸钠 的80 mL 蒸馏水中,再于1h内滴入120 g 硅溶胶后,继续搅拌2h. 反应液摩尔比为n(SiO2 ) ∶ n (A l2 O3 ) ∶ n (NaOH) ∶ n (HM I) ∶ n (H2 O) = 1∶ 0102∶ 0107∶ 0135∶ 1819. 将反应液转移到

40 mL带 有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中 , 于448 K动态晶化