微波輻射下金屬離子改性Hβ分子篩催化合成蒽醌.pdf

1、蒽醌是重要的化工原料和精細化工中間體,在諸多領域有著廣泛應用。但是傳統(tǒng)均相催化劑(AlCl3,H2SO4等)的使用帶來了嚴重的環(huán)境問題,因此研發(fā)一種綠色無污染,且能回收利用的固體酸催化劑具有重要的意義。
　　 為了縮短催化劑的改性時間,提高催化效率,本文采用了微波輻射加熱代替常規(guī)加熱改性β分子篩。考察了微波輻射加熱β分子篩銨交換的影響因素,得出最適宜的改性條件:銨交換次數(shù)為1次,銨交換微波輻射功率為390W,交換時間為15min

2、,干燥功率為325W,干燥時間為15min,焙燒溫度為550℃,焙燒時間為5h。將以上所得催化劑用于催化苯與苯酐的反應,最佳反應條件為:反應物配比n(苯)/n(苯酐)為16/1,催化劑用量占反應物總質量的8.0％,反應溫度250℃,反應時間5h。在以上最優(yōu)化條件下,苯酐轉化率為31.68％,蒽醌選擇性為87.66％。與常規(guī)法相比,微波輻射加熱能提高分子篩的改性效率,并能有效地改善其催化性能。經(jīng)XRD表征后發(fā)現(xiàn),微波輻射加熱改性的分子篩其

3、特征峰未發(fā)生任何變化,說明其骨架結構未被破壞。
　　 本文用不同濃度的Al2(SO4)3,TiCl4,Ti(SO4)2,FeCl3,Ce(NH4)2(NO3)6,InCl3在微波加熱條件下對Hβ分子篩進行改性,實驗發(fā)現(xiàn)0.5mol·L-1 Al2(SO4)3,0.04mol·L-1 InCl3和0.4mol·L-1 TiCl4改性HB分子篩催化效果較好,苯酐轉化率分別達到41.89％,49.09％,40.41％,苯酐選擇性分別達

4、到92.78％,75.35％,90.16％;而其它金屬鹽如Ti(SO4)2,FeCl3,Ce(NH4)2(NO3)6,改性分子篩的催化活性較低。將0.5mol·L-1 Al2(SO4)3改性的分子篩進行再生性實驗,考察其使用壽命,發(fā)現(xiàn)改性后的分子篩可重復利用十次,苯酐轉化率和蒽醌選擇性未發(fā)現(xiàn)明顯下降。利用吡啶紅外吸附光譜、NH3程序升溫脫附、X射線粉末衍射、N2的吸附脫附等方法對催化劑進行了表征。實驗證明,中強酸是該反應的活性中心,改性