Ti—ZSM—5骨架钛的表征和催化活性的研究.pdfVIP

合成化学(HECHENG HI／AXLE) 第9卷第3期(2001) 227 一 ZSM-5骨架钛的表征和催化活性的研究 徐成华，吕绍洁，邓桂英，邱发礼 (中国科学院戚都有机化学研究所天然气开放实验室，四川戚都 610041) 摘要：采用31C[ 二次台戚法，台戚了不同钛吉量的m-ZSM-5分子筛，用XRD，UV-Vis，XPS，IR等方法对分子 筛进行了表征，XRD XPS及UV-VIs证明分子筛所载的钛进^分子筛骨架，但IR却出现与文献报道不同的结 果：钛硅分子筛的IR在960cra--处没有吸收峰；同时利用该分子筛催化苯乙烯氧化反应．发现其催化活性随分 子筛载钛量的增加而增大． 关 键 词：m．ZSM-5~合成；表征；骨架钛}苯己烯；催化；氧化 中围分类号：()614．81 文献标识码：A 文章编号：1005—1511(2001)03—227—05 钛硅分子筛(Ts)的发现及其作为选择氧化催化剂的成功应用披认为是8O年代沸石催化领域的里 程碑。IS在催化部分氧化中具有独特的催化氧性能而备受人关注。其催化活性中心为沸石晶格中的骨 架钛，而沸石分子筛中的非骨架钛则强烈地影响钛硅分子筛的催化性能，会加速 q的无效分解从而 降低其有效利用率，同时它还构成弱酸性中心，引起副反应。因此对合成的钛硅分子筛中的骨架钛与非 骨架钛的表征显得尤为重要，文献 对钛硅分子筛的骨架钛和非骨架钛的表征进行了大量报道，几乎 所有研究者都将IR图中960cm 附近的强吸收峰作为钛原子进入分子筛骨架的直接证据，而uV是探 测非骨架钛的有效方法，即非骨架钛在300nm~400nm内可观察到电子跃迁现象，而四配位骨架钛的电 子跃迁发生在212rim附近 ]。本文利用XRID，XPS，uV，IR等手段对用二次法合成的 一zsM-5分子筛 中骨架钛进行了表征，并利用苯乙烯／ 体系的氧化反应考察了_n—ZSM-5分子筛的催化活性。 实 验 部分 1．Ti—ZSM-$的制备与活化 将HZSM-5沸石分子筛原粉先用}Ia(A R．，德阳化学试剂厂)处理，经过滤、洗涤、干燥、成型、粉碎 后筛选20目～35目(0． mm～0．9mm)的颗粒装入石英玻璃反应管中，在500℃以N。为载气将_na (CP．，金山兴塔化工厂)蒸气带人反应管，反应2h后停止通_n ，然后在25~C～700~C内用干燥的 气进行后处理4h，再在500℃活化处理2h，即得含不同钛量的m—zsM一5沸石分子筛。 2．Ti—ZSM-$的表征 沸石分子筛的钛含量在751G型分光光度计(上海分析仪器厂)上用过氧化氢比色法测定；XRID测 试在D／n~x YA型x一射线衍射仪上进行(CuKa为射线源，条件为40kV，40mA，扫描范围20=--O。～50。，扫 描速度1o／mtn)；XPS在NP一1X光电子能谱仪(中科院沈阳科学仪器研制中心产)上进行(激发光源采用 №j 射线，功率15kVX16mA，计算机采谱解谱)；uV漫反射光谱在日立Hitachi UV-340型紫外可见分 光光度自动记录仪上进行；IR骨架振动光谱在美国产Nicolet 200sxV型傅利叶变换红外光谱仪上进行 (KBr压片，扫描范围4000cm ~400cm )。 3．催化活性考察 用30vet H ，氧化苯乙烯(A．tL，北京福星化工厂)作为3i—ZSM-5分子筛催化活性的考察反应。 向装有冷凝管的50mI 园底烧瓶中依次加入催化剂lg，溶刺丙酮(丸R，德阳化学试剂厂)、苯乙烯10g 收辅日期；2000-01—1 7 作誊筒舟：僚成华n972一)．男．汉旗，四Jll巴中^．中国科学院成邢有机化学研究所研究生．主要从事环境友好催化的矸究 228 台成化学(HECHENG HUAXUE) 第9卷第3期(2001) 以及30m HzOz( R．，上海桃浦化工厂)，rn0】 ：rn01 ：mo[5o 一1 8：3：1，水浴加热，在磁搅拌 条件下进行氧化反应。反应条件：温度333K、常压、时问6h。反应得到的产品经离心分离，液相产品用 102G色谱仪(上海分析一厂)分