乙醇辅助剂对MCM-22分子筛结构及催化性能的影响.pdfVIP

维普资讯 第 24卷第 3期 化学反应工程与工艺 Vo124，No3 2008年 6月 ChemicalReactionEngineeringandTechnology June 2008 文章编号：1001--7631(2008)03一O234—06 乙醇辅助剂对 MCM一22分子筛结构 及催化性能的影响 杭春燕 李建伟 孙晓岩 李英霞 陈标华 (北京化工大学 化工资源有效利用国家重点实验室，北京 100029) 摘要 ： 以六亚 甲基亚胺为模板剂 ，乙醇为有机辅助剂 ，采用动态水热法合成了一系列 MCM一22分子筛， 利用 x射线衍射 (XRD)、氨程序升温脱 附 (NH。一TPD)、傅里叶变换红外光谱 (FT—IR)和电子扫描显 微镜 (SEM)等表征手段考察 了乙醇辅助剂对MCM一22分子筛的结构及酸性 的影响 。结果表明，添加适量 的乙醇可 以有效调控分子筛结构性能和结晶度，分子筛的强酸位的强度适度增强，弱酸位的强度减弱，总 酸量和 B酸 中心数增大，而 L酸中心数减少，且 晶粒尺寸减小，比表面积增加，但过量的乙醇会导致 ZSM一5分子筛的生成 。以苯和丙烯烷基化合成异丙苯为模型反应，评价对所制备的分子筛催化性能，发现 添加合适的乙醇得到的MCM一22分子筛具有更高的催化活性和选择性。 关键词 ： 乙醇 ：有机辅助剂 ；MCM-22分子筛 ；烷基化 中圈分类号 ： 0643．3 文献标识码： A MCM一22分子筛具有两套互不相通的孔道体系，一套为二维正弦网状十元环孔道 ，另一套为含 有十二元环超笼的孔道体系。由于其特殊的孔道结构，MCM一22分子筛兼具酸催化特性和结构选择 性，而且还具有水热稳定性好和吸附能力强等特性口]，故在烷基芳烃 的生产 、NOx的脱除、汽油的 改质及催化裂化等诸多催化领域均有应用 [2]。近年来 国内外对 MCM一22分子筛的合成做了很多研 究，但这些研究主要集 中在分子筛的酸性调整方面，很少有人从分子筛结构调变有效控制其催化性能 方面进行探讨。 事实上，通过合理 的设计和控制措施 ，可 以合成出满足特定需求的分子筛。Jana等[4]基于 MCM一41和SBA一15两种介孔分子筛，在合成中通过添加有机化合物 (C9～C16烃类或醇类)，较大 幅度地调变了介孔分子筛的微孔结构 。Lee等 尝试 以表面活性剂控制介孔硅颗粒尺寸和表面性质， 发现油污性表面活性剂主要影响颗粒大小，而水溶性表面活性剂主要影响颗粒的孔道尺寸。谢永贤 等[6采用十六烷基三 甲基溴化铵为模板剂，在酸性条件下加入不同量的1，3，5一三 甲基苯作为增大孔径 的辅助剂，合成出具有不同孔径的MCM一41分子筛。E1一Salty等[7]研究发现，以P123共聚物作为模 板剂合成介孔硅材料，在合成过程中若以一般烃类 (如庚烷、辛烷、壬烷)为助剂，可形成规整的六 边形柱状孔道 ，若 以长链烷烃 (如癸烷 、十二烷或三甲基苯)为助剂 ，则形成 圆柱形 的柱状孔道。 Leandro等 ]以乙醇和氢氧化铵溶液作共溶剂，采用长链有机模板剂 CH。+。N(CH。)。Br合成的 MCM一41分子筛规整度更高、孔径更大和外表面孔口更多，并在 Knoevenagel浓缩反应中表现出更好 的催化性能。由此可见，在合成过程 中添加有机辅助剂可有效调控介孔分子筛孔径尺寸。该方式是否 可用于调变具有广阔应用前景的微孔分子筛 (如MCM一22)的结构并进而控制其催化性能，将是一 个很值得研究的课题 。本研究以乙醇为模型物，考察有机辅助剂对MCM一22分子筛结构特性的调变 收稿 日期：2008—02—27；修订 日期：2008—03—28 作者简介：杭春燕 (1983一)，女，硕士研究生；李建伟 (1957一)，男，教授，博士生导师，通讯联系人。E-mail：liiw~mailbuct．edu．cn 基金项 目：国家 自然科学基金 ；中国石油化工股份有限公司资助 (X505016)