銅鎳摻雜介孔MCM-48的制備及性能研究.pdf

1、CO2是主要溫室氣體，也是潛在碳資源，若將其合成綠色產(chǎn)品碳酸二甲酯(DMC)，可以解決CO2去向與有效利用的問題。目前CO2與甲醇制備DMC反應(yīng)路徑備受廣泛關(guān)注，但是此反應(yīng)轉(zhuǎn)化率低，高效催化劑以及良好工藝體系是目前要解決的問題。MCM-48因其特殊三維孔道結(jié)構(gòu)在大分子催化方面更具優(yōu)勢，但是無催化活性中心且水熱穩(wěn)定性較低。本文將銅鎳摻雜入經(jīng)過改性的具有良好水熱穩(wěn)定性能的MCM-48中，制備出性能優(yōu)異的催化劑;采用壓力變化法分析催化劑性能，

2、并對反應(yīng)工藝裝置做了些探索研究。
　　本文通過直接水熱合成法在含氟體系中制備MCM-48，以及將銅鎳金屬摻雜入MCM-48中，并通過XRD、SEM、ICP-AES、FTIR、Py-IR、TEM等方法表征樣品。結(jié)果表明:(1)當(dāng)n(KF)/n(Si)=0.10時，制備的MCM-48結(jié)構(gòu)性能以及外貌形態(tài)較好，且可促進(jìn)MCM-48骨架結(jié)構(gòu)組裝更完善使其水熱穩(wěn)定性有一定的提高;(2)n(M)/n(Si)在0.005-0.030范圍(M=C

3、u或Ni)都可以制備出具有MCM-48（Ia3-d）立方結(jié)構(gòu)且摻雜銅鎳量較高的M-MCM-48，且摻雜銅時存在一最優(yōu)值即n(Cu)/n(Si)=0.015，但是摻雜鎳的卻不存在最優(yōu)值，并制備出結(jié)構(gòu)性能良好的摻雜銅鎳雙金屬的MCM-48(n(Cu+Ni)/n(Si)=0.01-0.02);(3)n(CTAB)/n(Si)對摻雜雜原子的MCM-48結(jié)構(gòu)有一定影響，但不同陰離子銅鹽的摻雜對其影響不大。
　　采用兩步晶化法，合成孔壁中含有

4、MFI結(jié)構(gòu)的MCM-48/ZSM-5介微孔復(fù)合分子篩，且將銅鎳金屬摻雜入其中，樣品的結(jié)構(gòu)性能通過XRD、FTIR、SEM、TEM等方法表征分析。結(jié)果表明:(1)在第一步晶化過程中n(NaOH)/n(Si)=0.3，第一步晶化時間t/h=4h，n(Na2SO4)/n(Si)在0.005-0.015可制備出結(jié)構(gòu)性能良好的孔壁微孔化的MCM-48/ZSM-5;(2)在上述基礎(chǔ)上，當(dāng)摻雜n(M2+)/n(Si)=0.005-0.015時，可制得

5、具有介微孔結(jié)構(gòu)的Cu(Ni)-MCM-48/ZSM-5，且當(dāng)n(M2+)/n(Si)=0.01時，所制備的Cu(Ni)-ZM-3-0.01擁有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)性能。(3)Cl-、NO3-、CH3COO-酸根離子也都有助于微孔結(jié)構(gòu)的形成。
　　采用系統(tǒng)壓力變化法，最后得出在120℃，P(CO2)為6.5bar條件下，反應(yīng)13h后，催化劑Cu-Ni-MCM-48-0.010-0.005(n(Cu2+)/n(Si)=0.010，n(Ni2+)