多酸基復合材料的設計合成及催化性能研究.pdf

1、多金屬氧酸鹽(POM)是一類可以在原子和分子水平上調(diào)控組成、結構和性能的金屬-氧簇化合物，具有良好的氧化還原特性和熱穩(wěn)定性。POM與氧化物或分子篩等復合催化劑被廣泛用于各類石油化工反應工藝的酸催化和氧化還原催化。采用浸漬法制備的多酸復合催化材料的化學性質不穩(wěn)定，POM容易脫落。因此，探求合成多酸與分子篩等功能材料間存有化學鍵合且結構穩(wěn)定的固體催化劑是急需解決的科研課題。本論文圍繞POM與ZSM-5分子篩、POM與碳微球的復合反應，制備了

2、系列多酸基固體酸催化材料。以催化裂化汽油的精制（石化能源）和纖維素水解（生物質能源）反應為探針反應，評價自制催化劑的各項性能。具體研究工作如下:
　　1.PWP/ZSM-5多酸基分子篩納米復合材料的合成與纖維素水解反應。以PWP為無機前驅體，TPAOH為堿性模板劑，結合膠態(tài)晶種制備、脫除模板劑和晶化等方法，原位合成了PWP/ZSM-5多酸基分子篩納米復合材料。使用熱重分析、掃描電鏡等分析手段表征，結果表明，PWP/ZSM-5具有較

3、高的熱力學穩(wěn)定性。選用纖維素水解為探針反應，測定了復合材料對纖維素水解的催化性能。
　　2.POM/ZSM-5復合材料的合成與FCC汽油加氫改質。采用原位合成方法，將K8[r-SiW10O36]·12H2O、(TBA)4[r-SiW10O36]和[Mn4(H2O)2(PW9O34)]10-三種POM與ZSM-5反應組裝成新型復合材料。使用SEM、XRD、FT-IR及TG等測試手段對催化劑結構進行表征，結果表明，POM/ZSM-5顆

4、粒均勻，ZSM-5和母體POM二者間存在較強的化學作用。以連續(xù)固定床FCC汽油加氫改質脫硫工藝為探針反應，在溫和的反應條件下，[Mn1(H2O)2(PW9O34)]10-/ZSM-5的選擇性加氫脫硫活性高于母體ZSN-5，積碳失活的概率有所降低。
　　3.POM/CS復合材料的合成與性能。采用物理浸漬方法，利用碳球表面豐富的氨基等官能團，合成了POM/CS復合材料。SEM結果顯示，碳球粒徑均一，POM的引入提高了相同條件下制備的P