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己内酰胺是一种用途广泛的化工原料,主要用于合成尼龙-6和锦纶纤维。传统生产工艺中肟化和贝克曼重排过程都大量副产廉价的硫酸铵,不符合绿色化学工艺的要求。开发无硫酸铵副产的CPL绿色化学工艺具有非常重要的研究意义。对此路线的改进方式是多相催化氨氧化环己酮工艺与固体酸催化Beckman重排工艺相结合。新开发的一步氨氧化法生产己内酰胺是把氨氧化与Beckmann重排反应过程集成到同一催化剂上进行。该工艺的核心是一种含有酸性位和氨氧化活性中心的纳米多孔磷酸铝分子筛双功能催化剂,如MnMgAPO4-5分子筛催化剂。MnMgAPO4-5等磷酸铝分子筛的制备过程中,一个重要的步骤是脱除孔道中的模板剂。本文提出了一种新型的模板剂脱除方法——催化加氢裂化法。该方法不同于传统的高温焙烧过程,它能在温和条件下(<350oC)脱除MnMgAPO4-5孔道中的模板剂。这种方法同样适用于介孔材料,如wormhole型介孔硅磷酸铝(WMSA)、二氧化硅材料(HMS,Ti-HMS)等。通过液相氨氧化活性评价实验发现MnMgAPO4-5分子筛对环己酮肟的选择性和活性远不如TS-1分子筛。这与MnMgAPO4-5分子筛的骨架呈亲水性有关。因此它的拓扑孔道结构不能有效吸附环己酮和稳定H2O2,进而选择性催化氨氧化反应。介孔结构的Ti-HMS的氨氧化活性也不如TS-1分子筛。其差异在于Ti-HMS的无定型的骨架结构等。MnMgAPO4-5、WMSA以及Ti-HMS在低温(110~130oC)液相贝克曼重排反应中并不表现出催化活性。此外,催化加氢裂化法能活化AFI和MFI型分子筛膜(如SAPO-5,Fe-silicalite-1膜),而且分子筛膜能保持很好的完备性。该方法突破了传统高温焙烧法导致分子筛膜形成热裂缝而缺失完备性的局限。更有意义的是催化加氢裂化法脱除模板剂的成功应用拓展了催化的应用领域。这个新领域可以称为材料催化,即催化在无机材料制备过程中的应用。