鈦催化劑光催化降冰片二烯異構(gòu)研究.pdf

1、降冰片二烯光異構(gòu)生成的四環(huán)烷是一種高密度、高能量的綠色液體推進(jìn)劑，也是應(yīng)用前景良好的太陽(yáng)能儲(chǔ)存材料。本文研究了系列含鈦固體光催化劑，將其用于光催化降冰片二烯異構(gòu)，為降冰片二烯的固體光催化異構(gòu)路線奠定基礎(chǔ)。
　　 制備了金屬離子(M=Cr、Fe、V、Ce、Cu、Mn)摻雜的三種含Ti催化劑：M-TiO2、M-TiO2/MCM-41、以及M-Ti-MCM-41催化劑。利用XRD、BET、TEM、SEM-EDS、XPS、UV-vis、

2、FT-IR等技術(shù)對(duì)催化劑進(jìn)行了表征，在光反應(yīng)器中進(jìn)行降冰片二烯異構(gòu)反應(yīng)評(píng)價(jià)，研究了制備方法對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)和性能的影響規(guī)律。
　　 采用水解法制備了金屬離子摻雜的M-TiO2。結(jié)果表明：摻雜催化劑的吸收邊均出現(xiàn)紅移，金屬摻雜使TiO2發(fā)生晶格畸變，催化劑粒徑減小，比表面積和表面羥基含量改變。摻雜Fe、V、Mn使TiO2的催化活性明顯提高，其中V-TiO2活性最高;Cr摻雜對(duì)活性影響不大；Cu及Ce摻雜使活性降低。
　　 將

3、M-TiO2負(fù)載分散在MCM-41上制備了M-TiO2/MCM-41催化劑。所有催化劑均出現(xiàn)了可見光吸收，擴(kuò)寬了TiO2的光吸收范圍。M-TiO2分散在MCM-41的孔道及表面上，在一定程度上破壞了MCM-41的孔道結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致分子篩表面積和孔容減小、孔徑變大。Fe、V、Mn摻雜提高了TiO2的光催化活性，V摻雜活性最高；Cr、Ce、Cu摻雜降低了TiO2的活性。對(duì)于不同V摻雜量的催化劑，當(dāng)Ti/V=20時(shí)活性最高。
　　 采用水

4、熱合成法制備了M-Ti-MCM-41催化劑。鈦和金屬離子都進(jìn)入了MCM-41骨架，隨著金屬摻雜量的增加，分子篩結(jié)構(gòu)受到破壞，比表面積減小、孔容及孔徑增大。M-Ti-MCM-41催化劑活性均高于Ti-MCM-41。對(duì)于Cr、Fe、V摻雜的催化劑，最佳金屬摻雜量為：Si/Cr=75，F(xiàn)e為Si/Fe=100，V為Si/V=150，其中摻雜V的催化劑活性最高。
　　 研究結(jié)果表明：含鈦催化劑用于降冰片二烯異構(gòu)化的活性較高，摻雜和分散能