以廉价的钛酸丁酯为钛源制备TiO_2柱层状铌酸

以HNb3O8为层板主体,正癸胺为预支撑剂,以钛酸丁酯为钛源,采用逐步离子交换法制备出钛(IV)多聚阳离子柱撑的铌酸盐,经在空气中高温焙烧后得到TiO2柱层状铌酸.用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附技术和透射电镜(TEM)对产物结构进行了表征.TiO2柱层状铌酸的层间距为1.39nm,柱高为0.63nm,比表面积为35m2·g-1.该层柱材料具有良好的热稳定性,在823K的空气气氛中焙烧处理后,其层柱结构仍能保持.与先前用异丙氧钛为钛源制备TiO2柱层状铌酸的研究结果进行对照可知,以廉价的钛酸丁酯代替异丙氧钛作钛源是可行的.证明Ti(IV)多聚阳离子中不含CH3COO—等有机基团,该多聚阳离子物种的形式是[Ti(OH)x(H2O)y]z+.

TiO_2柱层状HTiNbO_5的合成及在环己酮肟气相Beckmann重排反应中的催化性能

钛酸异丙酯(TIP)、CH3COOH和H2O按体积比1∶16∶40混合后得到Ti(Ⅳ)多聚阳离子柱化液,与正癸胺插层钛铌酸盐进行交换反应后制得钛(Ⅳ)多聚阳离子插层钛铌酸盐,其层间距为1.70 nm.在空气气氛中于623 K焙烧处理后,所得产品能保持良好的层柱结构.在空气气氛中于723 K焙烧后所得的TiO2柱层状钛铌酸(TiO2-HTiNbO5),其层间距为0.97 nm,比表面积为89 m2/g.以TiO2-HTiNbO5为载体,用浸渍法制备了一系列B2O3负载量不同的负载型样品B2O3/TiO2-HTiNbO5,考察了它们在环己酮肟气相Beckmann重排反应中的催化性能并测试了它们的红外光谱.B2O3/TiO2-HTiNbO5的催化性能优于TiO2-HTiNbO5.在B2O3负载质量分数为7.31%的催化剂上,环己酮肟转化率接近100%且在4.5 h内无明显改变,己内酰胺选择性接近90%.红外光谱分析结果表明,当B2O3负载量很低时,硼组分高度分散于载体TiO2-HTiNbO5表面,并主要以BO4结构形式存在;当B2O3负载质量分数高于7.31%时,BO3结构形式在数量上占优势.将催化性能与红外光谱结果关联后可知,对于负载型样品B2O3/TiO2-HTiNbO5,表面的BO3和BO4两种结构形式在环己酮肟气相Beckmann重排反应中具有协同促进作用.