两亲性TS-1沸石的制备及其相界面催化反应性能的研究

采用三甲基氯硅烷和正十八烷基三氯硅烷对TS 1沸石样品进行表面修饰 ,制备出了两亲性含钛沸石样品 .这类两亲性含钛沸石能分布于水、油两相界面处 .改性后样品的骨架未遭破坏 ,其中钛仍然保持了四配位骨架钛的状态 ,但其晶貌发生了某些改变 .这类两亲性样品在不加共溶剂及静置的反应条件下 ,对 1 辛烯和双氧水的相界面环氧化催化反应表现出优良的催化活性 .尤其是三甲基氯硅烷改性后的TS 1沸石 ,在相界面催化反应中 ,具有比改性前高得多的活性 .我们还发现 ,在该相界面催化反应条件中 ,相界面的面积和催化剂用量是两个最重要的影响因素 ,当相界面面积 (cm2 )与催化剂用量(mg)的比例控制在 0 .15左右时 ,两亲性TS 1沸石的催化活性达到最高值 .

两亲性Ti-V-β沸石的制备及其相界面催化反应性能的研究

采用三甲基氯硅烷(TMS)和正十八烷基三氯硅烷(OTS)对Ti-V-β沸石样品进行表面修饰,制备出了两亲性TMS-Ti-V-β和OTS-Ti-V-β沸石,通过XRD,FTIR,UV-Vis,SEM和低温氮气吸附-脱附等手段对样品进行了表征。同改性前样品相比,两亲性Ti-V-β沸石骨架未遭破坏,只是晶貌发生了一些改变。其BET比表面积和BJH孔容均稍有下降(Ti-V-β为428m2·g-1和0.54cm3·g-1,TMS-Ti-V-β为382m2·g-1和0.40cm3·g-1,OTS-Ti-V-β为290m2·g-1和0.28cm3·g-1)。这类两亲性沸石能分布于水、油两相界面处,在不加共溶剂及静置的反应条件下,对环己烯水化的相界面反应表现出优良的催化活性(环己烯的水合率和环己醇的选择性分别为:Ti-V-β0.61%和76%、OTS-Ti-V-β2.01%和90%、TMS-Ti-V-β7.35%和95%)。可以看出,三甲基氯硅烷改性后的TMS-Ti-V-β沸石在相界面催化反应中,具有比改性前高得多的活性。

两亲性TMS-Fe-V-β沸石的制备及其相界面催化反应性能的研究

采用三甲基氯硅烷(TMS)对Fe-V-β沸石进行表面修饰,制备出了两亲性TMS-Fe-V-β沸石,通过XRD,FTIR和SEM等手段对样品进行了表征。两亲性TMS-Fe-V-β沸石不但保持了Fe-V-β沸石的骨架结构,同时能分布于水和油两相界面处,在不加共溶剂及静置的反应条件下,对环己烯水化相界面反应表现出优良的催化活性,环己烯转化率和环己醇选择性分别为34.72%和63.58%。

新型两亲性HZSM-5沸石催化剂对环己烯水合相界面反应的催化研究

采用三甲基氯硅烷对HZSM-5沸石样品进行外表面修饰,制得两亲性沸石样品,该类两亲性沸石能分布于水、油两相界面处.改性后样品的红外光谱中末端硅羟基峰的强度明显降低,并出现CH3基团的C_H伸缩振动吸收峰,证实部分亲水性表面硅羟基被亲油性硅烷基团取代.这类两亲性样品在不加共溶剂及静置条件下,对环己烯水合相界面催化反应的催化活性远远高于改性前的HZSM-5沸石.由于该相界面反应是以孔道内为主的反应,三甲基氯硅烷经改性制备出的亲油性HZSM-5沸石也呈现出较高的活性.

不同孔结构两亲性沸石的制备及其对相界面反应的催化性能

通过三甲基氯硅烷(TMS)对沸石表面进行修饰,制得了两亲性沸石样品TMS-Hβ,TMS-HY和TMS-HZSM-5,并采用X射线衍射、红外光谱、水饱和吸附量测定和酸碱滴定等手段对改性样品进行了表征.TMS对这三种母体沸石的改性结果有所不同:对于HZSM-5沸石,TMS仅在外表面修饰;对于Hβ沸石,少量TMS进入沸石孔道;而对于HY沸石,TMS则导致沸石结构部分坍塌.两亲性TMS-HZSM-5和TMS-Hβ沸石在乙酸异戊酯相界面水解反应中表现出明显优于各自母体沸石的催化性能.两亲性沸石表面硅烷基的稳定性对其催化性能有一定的影响.相对于TMS-HZSM-5沸石,TMS-Hβ沸石表面硅烷基的稳定性较强;在较高的相界面反应温度下,TMS-Hβ样品仍能维持两亲性能,表现出较高的催化活性.

CTAB-Ti-Co-β沸石的制备、表征及其对环己烯水合催化性能

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对Ti-Co-β沸石表面进行修饰,制得了两亲性CTAB-Ti-Co-β沸石。通过XRD、IR、DRSUV-Vis、TG-DTA、SEM和XPS等技术对样品进行了表征。结果表明:所制得的CTAB-Ti-Co-β沸石具有BEA拓扑结构,很高的结晶度,Ti和Co两种杂原子已进入沸石骨架。CTAB-Ti-Co-β沸石同时具有亲水和亲油性,对环己烯水合反应具有较高的催化活性,环己烯的转化率和环己醇的选择性分别高达20.6%和99.7%。

化学气相沉积三甲基氯硅烷制备两亲性HZSM-5沸石

以三甲基氯硅烷((CH3)3SiCl)为改性剂,采用化学气相沉积法对HZSM-5沸石外表面进行修饰,再通过控制后处理抽空温度,制得两亲性沸石样品.在沉积过程中,改性剂与沸石外表面末端硅羟基作用形成亲油性基团,使得样品主要呈现出亲油性;经423～523K抽空处理后,沉积的(CH3)3Si基团发生Si-C键断裂而脱附出1～2个甲基,样品表现出两亲性能.该改性过程对HZSM-5沸石的孔道大小和内表面性质影响很小.在乙酸异戊酯相界面催化水解反应中,该两亲性沸石分布于水/油两相界面,表现出明显高于亲水性母体HZSM-5沸石的催化活性.

不同硅铝比两亲性HZSM-5沸石的制备和表征

采用三甲基氯硅烷并通过控制水的添加量对硅铝比分别为25,42和101的HZSM-5沸石进行外表面修饰,制得三种两亲性沸石样品.水的添加量对沸石催化剂的两亲性有显著影响.红外光谱和低温氮吸附等测试结果表明,两亲性沸石样品具有与各自母体沸石相似的酸性及略小的比表面积.在环己烯水合及乙酸异戊酯水解的相界面反应中,两亲性沸石分布于水-油两相界面,并表现出明显高于各自母体沸石的催化活性.硅铝比为42的两亲性HZSM-5样品表现出最佳的相界面催化性能.相对于环己烯水合反应,两亲性HZSM-5沸石更适用于乙酸异戊酯水解的相界面催化反应.

两亲性沸石的研制及应用

综述了两亲性沸石的研究进展。两亲性沸石同时具有亲油性和亲水性的基团,能被分散在水/油两相界面处,有效地催化油相和水相之间的反应。介绍了两亲性沸石的形成及发展,对不同两亲性沸石的研制、表征进行了归纳,阐述了两亲性沸石在烯烃环氧化、烯烃水合等相界面催化反应体系中的应用,并展望了两亲性沸石未来的发展方向。