催化研究進(jìn)展

納米沸石合成及其催化性能概述第一代沸石，如A、X、Y型分子篩，特點(diǎn)是硅鋁比不高，孔徑較小；第二代沸石，ZSM-5，高硅，親油疏水；第三代沸石，非硅沸石磷酸鹽（APO）系列，包括磷酸鋁，雜原子磷酸鹽等。1、沸石：2、沸石的發(fā)展：自然界存在的類(lèi)似粘土的硅鋁酸鹽，因結(jié)構(gòu)中含有大量的結(jié)晶水在加熱時(shí)可除去，故稱(chēng)為沸石。人工合成的沸石又稱(chēng)為分子篩。磷酸鋁分子篩磷酸鋁分子篩的特性a)AlPO4-n由AlO4和PO4構(gòu)成，骨架呈電中性

b)孔徑和孔容范圍寬

c)熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性好

d)具有中等的親水性分子篩的形成過(guò)程AlPO4分子篩的改性存在的缺點(diǎn)：磷酸鋁骨架結(jié)構(gòu)決定了它不具有離子交換性能,表面酸性較弱,催化活性很低。改性研究：磷酸鋁分子篩的四面體中的中心Al和P可以被不同價(jià)態(tài)的金屬或非金屬取代,形成具有不同結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)的雜原子Me-APO-n分子篩，如Ti,Co,Cr和Fe等。改性后的優(yōu)點(diǎn)：雜原子摻雜的APO-n集氧化還原活性中心和酸性中心為一身,成為有良好前景的氧化還原分子篩和雙功能催化劑。應(yīng)用催化反應(yīng)烷基化反應(yīng)鄰苯二酚烷基化間甲酚與叔丁醇反應(yīng)氧化反應(yīng)苯羥基化反應(yīng)、苯甲醇氧化、甲苯氧化、環(huán)己烷氧化、其他應(yīng)用污水處理吸附脫硫染料降解以CTAB（十六烷基三甲基溴化銨）為模版劑，采用水熱法Mn-AlPO4的合成及其催化性能Catal.Com.,2006(7):848–854用水溶解(i-PrO)3Al、Mn(CH3COO)2H3PO4，CTAB，攪拌160℃下水熱反應(yīng)120h規(guī)整的六方相結(jié)構(gòu)介孔結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)表征：Mn-AlPO4用于催化間甲酚叔丁基化反應(yīng)叔丁醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)到了30%，選擇性達(dá)到98.4%；H-AlMCM-41的最大轉(zhuǎn)化率只能達(dá)到13.1%，與H-AlMCM-41相比，Mn-AlPO4具有較好的催化性能。Mn-AlPO4用于催化間甲酚叔丁基化反應(yīng)間甲酚與叔丁醇摩爾比為3Mn-AlPO4用于催化間甲酚叔丁基化反應(yīng)摻雜Mn的AlPO4分子篩經(jīng)過(guò)5次循環(huán)使用以后，轉(zhuǎn)化率由30%下降到不足20%，說(shuō)明催化劑的穩(wěn)定性不是很好。使用TMAOH來(lái)調(diào)節(jié)pH，若用NaOH，NH3OH只能得到無(wú)定型的磷酸鋁將Al2O3，P2O5,

V2O5，CTAB用水溶解調(diào)節(jié)pH=9.5150℃，水熱24h500℃煅燒6h脫模版劑V-AlPO4的合成及其催化性能Appl.Catal.A:Gen,2005(282):67–71V-AlPO4用于甲苯氧化反應(yīng)溶劑對(duì)催化性能的影響：丙酮作為溶劑催化效果更好，溶劑的極性越強(qiáng)，越趨向于生成苯甲酸沒(méi)有甲酚的生成，說(shuō)明是側(cè)鏈催化劑，不會(huì)氧化苯環(huán)V-AlPO4用于甲苯氧化反應(yīng)與其它V摻雜的分子篩催化性能比較：與其他摻V分子篩相比，V-AlPO4表現(xiàn)出更好的催化活性V在分子篩表面的高分散是較好催化活性的先決條件Zn-AlPO4用于苯羥基反應(yīng)J.Mater.Chem.A,2013,1,3268–3271合成過(guò)程：物理混合法甲醇糊狀物洗滌TPABr異丙醇鋁磷酸二氫銨硝酸鋅TMAHP溶解150℃24h500℃5h樣品Zn-AlPO4用于苯羥基反應(yīng)NH3–TPD實(shí)驗(yàn)證明是摻雜Zn增加了AlPO4表面的酸性，從而提高了催化活性。催化反應(yīng)：反應(yīng)機(jī)理：自由基機(jī)理TBHP(叔丁基過(guò)氧化氫)自由基引發(fā)劑HQ（對(duì)苯二酚）自由基抑制劑Fe-AlPO4用于環(huán)己烷氧化反應(yīng)J.Mol.Catal.A,2004(223)149–153引入雜原子后極大改善了磷酸鋁沸石的催化性能，但過(guò)多金屬原子摻雜改性后會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題，如結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性變差導(dǎo)致循環(huán)使用效率變差，比表面積以及孔容的降低等可研究的方向：合成方法的改進(jìn)：迄今報(bào)道的介孔AlPO4分子篩制備方法主要是水熱或溶劑熱合成法,影響因素較多,必須通過(guò)優(yōu)化工藝條件的方法來(lái)完善