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摘 要

以 PCP 为添加剂，利用水热法合成M (M=W、V、Mo) /TS-1分子筛。采用 FT-IR、UV-Vis、SEM等方法对合成产物进行了表征。以 H₂O₂ 为氧化剂、合成的 TS-1 分子筛为催化剂，对苯乙烯进行了催化氧化性能研究。实验结果表明，M (M=W、V、Mo、Ti) 进入了分子筛骨架，添加 PCP 没有改变MFI结构，不同金属对分子筛形貌有不同影响。M (M=W、V、Mo) /TS-1对催化苯乙烯氧化均有良好的活性。

关键词： M (M=W、V、Mo) /TS-1，合成，苯乙烯，H₂O₂，催化氧化

Abstract：M (M=W, V, Mo)/TS-1 molecular sieves were prepared by hydrothermal synthesis method using PCP additive. The zeolite samples were characterized by FT-IR, UV-Vis, SEM and other methods. Catalytic oxidation of styrene was studied using H₂O₂ as oxidant and M/TS-1 zeolite as catalyst. The experimental results show that M (M=W, V, Mo, Ti) was incorporated with Si and Ti atom into molecular sieve skeleton, the addition of PCP does not change the MFI configuration of molecular sieves. Molecular sieve morphologys are related to the kind of metallic element. M (M=W, V, Mo) /TS-1 have good catalytic activity for oxidation of styrene.

Keywords：M (M=W, V, Mo) /TS-1, synthesis, styrene, H₂O₂, catalytic oxidation

目 录

1 前言 4

2 实验部分 4

2.1 仪器与试剂 4

2.2 实验内容 5

2.2.1 M (M=W、V、Mo)/ TS-1的制备 5

2.2.2 催化性能实验 5

3 结果与讨论 6

3.1 M（M=W、V、Mo）/TS-1结构与性质表征 6

3.1.1 M (M=W、V、Mo)/TS-1的FT-IR表征 6

3.1.2 M (M=W、V、Mo)/TS-1紫外可见漫反射光谱(Uv-vis) 表征 6

3.1.3 M (M=W、V、Mo)/TS-1扫描电子显微镜(SEM)表征 7

3.1.4 M (M=W、V、Mo)/TS-1的ICP 表征 8

3.2 M (M=W、V、Mo)/TS-1催化剂对苯乙烯氧化反应研究 8

3.2.1 M (M=W、V、Mo)/TS-1催化剂对催化反应的影响 8

3.2.2 双氧水用量对催化反应的影响 9

3.2.3 反应时间对催化反应的影响 10

结 论 13

参 考 文 献 14

致 谢 15

1 前言

钛硅分子筛TS-1的制备和应用研究一直以来都是催化领域的一个热点^[1]。TS-1/H₂O₂催化氧化苯乙烯体系克服了传统工业中高物耗、高能耗、反应条件严格、污染严重等的问题^[2]，具有反应条件温和、环境友好无污染等优点^[3]。但由于该体系催化氧化所得产物的选择性、转化率不高，而W、V、Mo催化剂表面对反应物分子具有强烈的吸附性能和良好的结构确定性，催化效果好、不腐蚀设备、符合绿色化学要求等优点；钒化合物作为催化剂具有将SO₂氧化成为SO₃的良好催化氧化性能，具有加快某些化学反应速率的较大优势^[4,5,6]。因此本文拟通过制备M (M=W、V、Mo) /TS-1分子筛作为苯乙烯氧化反应中的催化剂，在以乙腈为溶剂的苯乙烯氧化反应体系中，探讨不同影响因素对苯乙烯催化性能的影响。

具体研究内容如下：

（1）利用水热合成法^[7]制备M (M=W、V、Mo) /TS-1分子筛并对合成产物M (M=W、V、Mo) /TS-1进行结构与性质表征。

（2）通过研究催化氧化苯乙烯反应中使用M (M=W、V、Mo) /TS-1作为催化剂，探讨不同催化反应影响因素对苯乙烯催化氧化性能的影响。对比分析M (M=W、V、Mo) /TS-1催化条件下苯乙烯的转化率以及各个产物的选择性，在不同的情况下选择适合的M/TS-1催化剂以及反应条件。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

聚乙烯吡咯烷酮（PVP K 90 源叶生物有限公司）、四丙基氢氧化铵（TPAOH）、硅酸四乙酯（TEOS）、钛酸四丁酯（TBOT）（上海阿拉丁生化科技股份有限公司）、偏钨酸铵水合物（广东翁江化学试剂有限公司）、异丙醇（天津欧博凯化工有限公司）、偏钒酸铵（上海阿拉丁生化科技股份有限公司）、钼酸铵、苯乙烯（上海阿拉丁生化科技股份有限公司）、乙腈、30%过氧化氢水溶液（上海沪试实验室器材股份有限公司）

气相色谱仪（日本SHIMADZU公司 GC-2014）、傅里叶变换红外光谱（美国尼高力仪器公司 Nicolet 6700）、紫外漫反射光谱仪（日本岛津公司UV-3600）、扫描电子显微镜（美国FEI公司 FEI Quanta 450 FEG）、电子耦合等离子发射光谱仪（美国PE 公司 Optima 2000 DV）

2.2 实验内容

2.2.1 M (M=W、V、Mo)/ TS-1的制备

取3.0 g PVP K 90溶解于50 mL水中，记作溶胶A；称取21 g TPAOH（25%）溶解于18 g TEOS，记作溶液B，将溶液B逐滴缓慢加入溶胶A中，边滴加边搅拌，滴加完后搅拌0.5 h，待到混合液澄清呈现均相，记作溶胶C。取0.7 mL TBOT溶解于10 mL异丙醇中，记作溶液D，将溶液D逐滴缓慢滴加溶胶C中，边滴加边搅拌，滴加完继续搅拌至混合液呈现均相，记作溶胶E。

称取偏钨酸铵0.539 g溶于适量水中，必要时加入1mL左右的氨水溶解，将偏钨酸铵溶液缓慢滴加至溶胶E中，边滴加边搅拌，搅拌均匀至混合液呈现均相，后将其装入反应釜中置于180 ℃恒温箱中晶化24 h。晶化完成后，将反应釜取出冷却至室温，将产物离心分离，洗涤数次，洗涤结束后（即当洗涤滤液pH=7时），放置于100 ℃的烘箱中恒温干燥一夜，取出，置于550 ℃高温炉中煅烧6 h，得W/TS-1。

称取偏钒酸铵0.234 g溶于适量水中，记作溶液F，将溶液H缓慢滴加至溶胶E中，其余不变。所得产物记作V/TS-1。

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