双杂原子Ti—Fe—ZSM—5分子筛的合成与表征.pdfVIP

③ 一 8 V0I．I8 高等学校化学学报 No．4 1 9 9 6年4月 CHEMICAL JOURNAl，OF CHINESE UNIVERSITIES 504～508 双杂原子Tj—Fe—ZSM一5分子筛的合成与表征 马淑杰 李连 孙富平 裘式伦 0 牛 主6 ——磊林买；： ；系．长春，130023) 摘要 在无碱金属离子存在下，分别采用四丙基溴化铵(TPABr)和价格低廉的1，6一己二胺(1，6一 HDA)和正丁胺(R—NH2)摸板剂合成了双活性中心的 —Fe—ZSM一5分子筛．对沸石产物的物性 及结构进行了表征，并利用苯酚羟基化反应及气相色谱分析方法证明其有双活性中心离子存在及 协同作用的催化氧化性船． 、， ‘， 关键词翌壅堡王，Ti-Fe-ZSM-5 至蓝，苎苎坌垦 钛 铁 人 自1971年Ueda口 和Flanigen等0 首次合成含Be和P的沸石以来，杂原予分子筛的合 成研究受到人们的广泛关注．目前的合成工作主要集中在杂原子取代ZSM一5分子筛上[3 ]． 但只有含B、Ga、Ti、Fe杂原子分子筛受到人们的重视且研究很多．特别是意大利Enichem 公司口 采用Ti—ZSM一5(TS-1)分子筛催化苯酚羟基化反应制二酚，苯酚转化率达25 ，选择 性达9O ，使人们纷纷对Ti—si沸石的合成进行了深人研究_目 ．但在Ti—si杂原子分子筛内 再掺杂其它杂原子的双活性中心沸石分子筛尚未见报道．为了开拓沸石分子筛的研究领域， 本工作采用TPABr及价格低廉的1，6-HDA和R—NH：3种模板剂探讨了Ti-Fe—ZSM一5分子 筛的合成条件，并对沸石产品的性能做了较全面的表征． 1 实验部分 1．I Ti-Fe—zsM-5沸石的合成 (1)以TPABr为模板剂，TPABr、硅溶胶、硫酸钛、三氯化铁和氨水为原料，凝胶组成 为80SiO=、2TiO2、Fe。O3、7TPABr·2 400H2O，按水、模板剂、硫酸钛、三氯化铁和硅溶胶 的顺序投料，搅拌均匀，调节pH值，装人带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，在443 K 温度下晶化1O天左右，产物经过滤、洗涤得Ti-Fe—ZSM-5沸石晶体粉末． (2)以1，6-HDA为模板剂，按凝胶摩尔组成 ∞，：rtp~o，：ni．~．HpA 蛐 =40：2： 1：14：1 200投料，其它原料及合成方法同上． (3)以R—NH2为模板剂，原料摩尔配比为 si0。l nILOm：nF％O，：nR—NH，： o=80：2： 1：70：2 400，其它原料及合成方法同上． 1．2 仪器及分析方法 Rigaku D／MAx一Ⅱ型x射线衍射仪(日本)；X-650型扫描电镜(日本日立)；FI一80X红 外光谱仪；Shimadazu-uA一365型紫外可见漫反射光谱仪；tAc一01型穆斯堡尔谱仪}DT一30 型热分析仪(日本岛津)；ERZ00D-SRG型电子顺磁共振仪(德国Bruker公司)；PW-1404型 x射线荧光仪(荷兰菲利甫)．沸石中硅组分采用重量法分析，催化氧化产物由SC一型气相色 收稿日期：1996—02—07．喂系^厦第一作者：马淑杰，女，55岁，尉教按 *国家自I：!；科学基金贷助课题． 马淑杰等：双杂原子T[-Fe—ZSM一5分子的合成研宄 谱仪分析，15 m×0．26 mm XE一6o毛细管柱，氢火焰检测器． 1．3 Ti-Fe—ZSM一5沸石催化氧化性能 沸石粉末经过阶梯式加热至823 K，恒温14～16 h，除净模板剂，畅通孔道．催化苯酚羟 基化反应物料比：苯酚：过氧化氢为3：1至4：1(摩尔比)，催化剂用量为苯酚的1／13至 1／1o．水为溶剂，反应时间4～6 h，温度333～353 K． 2 结果与讨论 2．1 Ti-Fe—ZSM-5分子筛的合成条件 2．1．1 反直速度的影响 采用钛、铁化台物合成沸石，为了使其更好地进入沸石骨架，必须 控制好