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题目:铁/铜铝磷酸盐分子筛的合成、表征及苯酚催化羟化反应性能的研究

  摘要

摘 要本论文采用静态水热合成法合成了AlPO4-11分子筛和具有不同铁、铜含量的铁、铜铝磷酸盐分子筛(FeAPO-11和 FeCuAPO-11)和CuAPO盐;利用多种分析测试方法对制成的分子筛样品进行了综合表征。通过X射线衍射(XRD)分析考察了分子筛样品的体相结构、结晶度及晶胞参数。XRD分析结果显示,在选定的合成条件下,可合成出具有AEL骨架结构的FeAPO-11和FeCuAPO-11系列分子筛。傅立叶红外光谱(FTIR)分析结果表明,FeAPO-11 [H2O/P2O5(摩尔比)=80]分子筛在1124、1089、1049 cm-1出现的三个吸收峰分别归属为O-P-O、O-Al-O和Fe-O-Al的反对称伸缩振动。原子发射光谱(AES)分析结果显示:随着合成胶液中杂原子含量的增加,制成分子筛样品中的杂原子含量亦增加。BET分析结果显示,与AlPO4-11相比,FeAPO-11分子筛的比表面积(123.3 ~ 156.1 m2/g)无明显降低,表明FeAPO-11分子筛中的铁应为骨架铁,而非骨架铁是可以忽略的。SEM分析考察了不同Fe2O3/Al2O3(摩尔比)的FeAPO-11( 80 )和FeCuAPO-11(H2O/P2O5(摩尔比)=60,F=杂原子分别加入)分子筛的晶体形,SEM结果显示FeAPO-11(80)、FeCuAPO-11( 60 )( F )分子筛的晶体形貌均匀,呈长方体外形,且无杂相生成。在间歇式玻璃反应器上,考察了FeAPO-11和 FeCuAPO-11分子筛以及CuAPO的苯酚催化羟化反应性能,其中包括实验参数如反应温度、反应时间、苯酚/H2O2的摩尔比、催化剂用量、不同反应介质等对苯酚转化率和产物—邻、对苯二酚选择性的影响。活性评价结果表明:在典型反应条件下[反应时间:6 h;反应温度:60 ℃;溶剂(去离子水)用量:15 ml;催化剂用量:50 mg;苯酚/H2O2(摩尔比):1;苯酚:0.50 g],FeAPO-11和 FeCuAPO-11分子筛均具有较高的苯酚催化羟化反应活性;CuAPO的苯酚催化羟化反应活性则较低。总之,本论文通过对具有AEL结构类型的两种低价过渡金属离子杂原子铝磷酸分子筛(FeAPO-11和 FeCuAPO-11)的合成条件和苯酚催化羟化反应性能的考察,在初步了解有关上述2 种分子筛合成规律的同时,确定了适用于苯酚催化羟化反应的杂原子种类和反应操作条件。关键词:铜、铁铝磷酸分子筛,苯酚,催化羟化,过氧化氢