双模板法合成二维层状多级孔分子筛及其催化性能研究
分子筛具有规则有序的微孔孔道、优异的酸催化活性以及氧化还原活性、良好的热稳定性和水热稳定性等优点,是目前应用最为广泛的固体催化剂材料。常规分子筛多为微米级块状颗粒,且仅具有亚微米级微孔孔道,在涉及有大分子参与的催化反应时效率较低,甚至无催化活性。
因此,如何重组或构建分子筛的新型孔道体系,改善其微孔传质阻力等问题,是目前分子筛结构改性方面的研究热点。以长链季铵盐为结构导向剂,可有效抑制MFI骨架分子筛沿b方向的生长,从而得到二维层状（2D）MFI分子筛。
然而,采用该法制备得到的2D分子筛在煅烧脱模过程中,层间结构发生塌陷,二维层状形态难以保留。针对该问题,本论文拟采用Bola型表面活性剂(C12-6-6（OH）4)为结构导向剂,辅助搭配小分子季铵盐（TPAOH）,在双模板体系下合成MFI骨架结构的二维层状多级孔ZSM-5分子筛和TS-1分子筛,并以芳烃烷基化反应,以及大分子烯烃环氧化反应为探针,系统评价双模板法构筑的二维层状（2D）分子筛的催化性能。
1.使用C12-6-6（OH）4为单一模板水热合成一系列硅钛比为25、50、75和100的二维层状多级孔钛硅分子筛（LTS-1）,并采用XRD、SEM、TEM、紫外、红外以及N2吸脱附等表征对其进行结晶态、孔结构、形貌特征、钛元素含量与形态等方面进行系统表征,结果表明LTS-1为花瓣状MFI型多级孔分子筛,其中钛主要以四配位骨架钛形态存在。以正己烯和环辛烯为底物大分子,系统评价二维层状多级孔钛硅分子筛（LTS-1）的选择性催化氧化性能,并与块体钛硅分子CTS-1和TPOAC导向的钛硅分子筛HTS-1作比较。
随着硅钛比的增大,反应转化率呈现先增大后减小的趋势,其中
LTS-150的催化性能最优;LTS-150由于其Ti活性位点外露较多,其催化性能优于HTS-1和块体CTS-1;以LTS-150为例,进行重复利用实验,说明二维层状多级孔钛硅分子筛LTS-1具有良好的重复利用性;对LTS-150进行氟化后处理,氟化后处理后的
F-LTS-150表面疏水性增强,应用于大分子烯烃环氧化反应催化性能优异。2.使用双模板体系合成了一系列C12-6-6（OH）4/TPAOH摩尔比分别为5/1、5/3、5/6和5/9的二维层状多级孔钛硅分子筛,并与仅使用单一模板C12-6-6（OH）4合成的DLTS-15/0进行比较,并采用XRD、SEM、TEM、紫外、红外以及Ar吸脱附等表征对其进行结晶态、孔结构、形貌特征、钛元素含量与形态等方面进行系统表征,结果表明随着加入TPAOH的量增加,沸石形貌、结构参数以及活性位点存在状态被系统调控。
以正己烯和环辛烯为底物大分子,系统评价二维层状多级孔钛硅分子筛（DLTS-1）的选择性催化氧化性能,结果表明使用双模板法合成的二维层状多级孔分子筛的催化性能可随着TPAOH的加入量的变化而变化,且催化性能优于仅使用单一模板C12-6-6（OH）4的二维层状多级孔分子筛,其中C12-6-6（OH）4/TPAOH为5/3的DLTS-15/3的催化性能最为优异。3.以
C12-6-6Br4/TPAOH双模板体系合成了一系列
C12-6-6Br4/TPAOH摩尔比分别为5/1、5/3、5/6和5/9的二维层状多级孔硅铝分子筛,并与仅使用单一模板
C12-6-6Br4合成的LZ5-0进行比较,并采用XRD、SEM、
TEM、红外、吡啶红外以及N2吸脱附等表征对其进行结晶态、孔结构、形貌特征、酸活性位点数量与形态等方面进行系统表征,结果表明加入TPAOH后,二维层状多级孔硅铝分子筛的形貌、结构参数以及酸活性位点被系统调控。
以均三甲苯与苯甲醇的液相催化转化反应作为催化剂性能评价反应,结果表明使用双模板法合成的二维层状多级孔分子筛的催化性能可随着TPAOH的加入量的变化而变化,且催化性能优于仅使用单一模板的LZ5-0和块状CZ5。
双模板法合成二维层状多级孔分子筛及其催化性能研究
