钛硅分子筛TS-1的快速合成

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钛硅沸石分子筛TS-1作为微孔分子筛大家族中重要的一员,因其在稀双氧水为氧化剂的选择氧化反应中表现出优异的催化性能,被广泛应用于丙烯环氧化等反应中。但制备过程中昂贵模板剂的大量使用导致TS-1生产成本居高不下。为了减少TS-1制备过程中的模板剂消耗,降低合成成本,寻找一种操作更简单,合成更高效的制备方法具有重要的意义。本论文采用正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂,通过向合成胶液中添加N-甲基吡咯烷酮(NMP)或酰胺类添加剂,快速制备了高性能TS-1,大幅缩短了晶化时间。同时降低了合成过程中模板剂TPAOH的使用量,并保证了产品收率。采用XRD、UV-Vis、FT-IR、扫描电镜、氮气物理吸附等手段对样品进行了表征,并利用丙烯环氧化反应对TS-1的催化性能进行了评价测试。得到如下结果:1.以NMP为添加剂,水热法合成TS-1分子筛,考察了NMP添加对TS-1完全晶化所需时间、模板剂用量的影响以及NMP添加量和加入方式对TS-1合成和催化性能的影响。添加NMP后,612h TS-1即可高度晶化。n(NMP):n(SiO2)=0.005时,所得催化剂用于丙烯环氧化反应,XH2O2和U H2O2接近95%。同时,添加NMP助剂后,模板剂TPAOH使用量可减少一半,TS-1产品结晶度良好,收率维持不变。2.在低模板剂用量下(模硅比为0.125),向合成胶液中添加不同助剂,水热晶化6h制备了TS-1分子筛。考察了NMP用量以及不同促进剂对TS-1收率和催化性能的影响。添加乙酰胺、己内酰胺、DMF、聚乙烯吡咯烷酮、NMP等助剂时,TS-1收率均较高。将己内酰胺、NMP辅助合成TS-1产品用于催化丙烯环氧化反应,XH2O2、SPO、U H2O2均超过95%。
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