离子热合成杂原子磷酸铝分子筛及在苄基化反应中的应用

【摘要】采用微波辅助低共熔体系离子热法合成多级孔磷酸铝分子筛,可使其晶化过程能够在常压或敞口容器中进行,有利于采用原位表征手段研究分子筛的合成机理。而且低共熔体系中的阳离子和无机物种之间的相互作用起到了强烈的模板效应,可同时作为溶剂和模板剂,无需额外添加介孔模板剂即可合成具有多级孔结构的磷酸铝分子筛。本文采用丁二酸-氯化胆碱-四乙基溴化铵三元低共熔混合物作为溶剂和模板剂,借助微波辐射在常压下合成了具有多级孔结构的SAPO-5分子筛。系统地考察了P2O5/Al2O3与HF/Al2O3摩尔比,硅源与晶化时间等条件对多级孔SAPO-5分子筛合成的影响。采用XRD、SEM、TEM、N2物理吸脱附以及29SiMAS-NMR等手段对合成产物的结构和性质进行了表征。SEM、TEM与N2物理吸脱附分析表明在SAPO-5分子筛晶体中同时存在晶体内介孔和晶体间介孔,29SiMAS-NMR分析表明Si的取代方式以SMⅢ取代机理为主。二苯甲烷主要采用苯与苄基氯经苄基化反应合成,但由于苯不具有给电子基团,使得该反应成为合成化学领域中的一个挑战,Fe基催化剂具有较高的苄基化催化性能可以有效地解决这一难题。本文分别采用水热法和浸渍法制备了两种微孔Fe/AlPO-5分子筛,系统地考察了上述两种分子筛在苯与苄基氯的苄基化反应中的催化性能,并深入地探讨了催化剂上Fe负载量、Fe物种分布、反应温度以及反应体系中苯/苄基氯的摩尔比对苄基氯的转化率和二苯甲烷的收率的影响。通过实验可得到如下结论：催化剂上的Fe物种与FeAlPO-5分子筛的反应活性密切相关,增加催化剂上Fe的负载量可以促使苄基氯的进一步转化,这可能归因于FeAlPO-5分子筛骨架上的配合物[FeO4]-中的Fe3+同Fe203纳米颗粒的协同催化作用,增加了催化反应活性中心,促进了苯与苄基氯经苄基化反应生成二苯甲烷；而通过浸渍法将Fe负载到AlPO-5骨架上形成的[FeO4]-中的Fe3+与四面体配位的Fe3+由于不具备协同催化作用而对该苄基化反应的贡献不大。
【作者】李晓斌；
【导师】赵新红；
【作者基本信息】兰州理工大学，应用化学，2014，硕士
【关键词】低共熔体；多级孔；SAPO-5；FeA1PO-5；苄基化；协同催化；

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