论文部分内容阅读
本文采用不同方法制备了SiO2负载碱金属催化剂、锰硅氧化物催化剂以及尖晶石型铬酸盐催化剂,考察了不同催化剂体系上苯酚和甲醇气相烷基化反应性能。结合多种手段对催化剂的组成结构、酸碱性和氧化还原性等进行了表征,研究了催化剂的性质与催化剂反应性能的关系,并对催化剂的活性中心性质、反应机理及失活原因等问题进行了探讨。SiO2负载碱金属及碱土金属类型不同时对苯酚和甲醇气相O-烷基化反应性能有所不同。其中,Cs/SiO2催化剂表现出了最佳的催化性能。样品的焙烧温度及反应条件(反应温度、有无共存气)等对催化剂性能影响较大,苯酚的转化率随着样品碱量的增加而增大。结合相关文献和各种表征结果,提出了Cs/SiO2催化剂上苯酚和甲醇气相O-烷基化反应的反应机理。锰硅氧化物催化剂对苯酚和甲醇气相邻位烷基化反应具有较高的邻位选择性。结果表明,硅锰比、焙烧温度以及反应温度不同对催化剂性能影响很大。结合相关文献和吡啶吸附红外的表征结果,我们认为较强的L酸中心和碱中心的协同作用有利于苯酚和甲醇气相邻位烷基化反应的进行。采用共沉淀法制备的铬酸盐催化剂在苯酚和甲醇气相邻位烷基化反应中表现出了较高的邻位选择性。结果表明,具有尖晶石结构的铬酸钴催化剂表现出了较好的催化性能。其中,Co/Cr比为0.8样品表现出了最佳的催化性能。同时,样品的焙烧温度及反应条件(反应温度、质量空速)对催化剂性能影响较大。尝试将硫酸、碱金属钾及过渡金属引入到铬酸钴催化剂中。发现硫酸和过渡金属锌的引入可以提高原有催化剂的催化性能,而钾的引入降低了原有催化剂的催化性能。另外,铬酸钴催化剂在反应过程中表现出了良好的稳定性,长时间反应活性略有下降可能是由于在反应过程中部分Co3+被还原成Co2+,导致样品的L酸强度下降所致。结合各种表征和反应结果,我们认为催化剂表面存在的较弱的酸中心有利于邻甲酚的生成,而较强的酸中心则更有利于2,6-二甲酚的生成。