纳米ZSM-5沸石对芳烃苄基化反应的催化性能

采用晶种有机硅烷化法合成了纳米团簇 ZSM-5 沸石, 考察了其在芳烃苄基化反应中的催化活性. X 射线衍射、N2 吸附和扫描电镜等结果表明, 该沸石为由约 20 nm 的小晶粒聚集成的团簇体, 并形成晶间中孔, 其具有的外表面积是普通 ZSM-5 沸石的 5 倍之多. NH3-程序升温脱附和吡啶吸附的红外光谱结果显示, 沸石的纳米化可使其表面酸中心, 尤其是强酸中心的数目增多, 大大提高了大分子的酸性位可接近性. 在芳烃苄基化反应中, 纳米 ZSM-5 沸石克服了反应分子空间位阻对催化活性的影响, 表现出优异的催化活性, 363 K 时, 甲苯苄基化反应的速率常数是普通 ZSM-5 沸石的约 13 倍.

基于多级孔沸石催化剂的芳烃苄基化研究

多级孔沸石是一类同时包含有相互交联的微孔和中孔的沸石催化材料,其固有的酸性为其提供活性位,而发达的中孔体系有助于酸性位的接近和分子在其内的扩散,从而有助于催化反应特别是涉及大分子反应的进行。芳烃苄基化反应是一类典型的涉及大分子反应的酸催化反应,寻求合适的固体酸催化剂始终是研究的热点。就近年来多级孔沸石催化剂在各类芳烃分子苄基化反应中的催化性能进行综述和分析,探讨了各类多级孔沸石催化剂,包括ZSM-5,Beta,FAU和丝光沸石中二次中孔的存在对催化剂酸性位的可接近性和分子扩散的促进作用,以及作为芳烃苄基化催化反应催化剂的可能性。研究结果为芳烃苄基化反应提供了一类高效的绿色催化剂,同时为多级孔沸石催化剂的应用提供了一条新路径。