多酸基復(fù)合材料的設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)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(fù)合催化劑被廣泛用于各類石油化工反應(yīng)工藝的酸催化和氧化還原催化。采用浸漬法制備的多酸復(fù)合催化材料的化學(xué)性質(zhì)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(xué)鍵合且結(jié)構(gòu)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(fù)合反應(yīng)，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(zhì)能源）反應(yīng)為探針反應(yīng)，評(píng)價(jià)自制催化劑的各項(xiàng)性能。具體研究工作如下:
　　1.PWP/ZSM-5多酸基分子篩納米復(fù)合材料的合成與纖維素水解反應(yīng)。以PWP為無機(jī)前驅(qū)體，TPAOH為堿性模板劑，結(jié)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(fù)合材料。使用熱重分析、掃描電鏡等分析手段表征，結(jié)果表明，PWP/ZSM-5具有較

3、高的熱力學(xué)穩(wěn)定性。選用纖維素水解為探針反應(yīng)，測(cè)定了復(fù)合材料對(duì)纖維素水解的催化性能。
　　2.POM/ZSM-5復(fù)合材料的合成與FCC汽油加氫改質(zhì)。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(yīng)組裝成新型復(fù)合材料。使用SEM、XRD、FT-IR及TG等測(cè)試手段對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，結(jié)果表明，POM/ZSM-5顆

4、粒均勻，ZSM-5和母體POM二者間存在較強(qiáng)的化學(xué)作用。以連續(xù)固定床FCC汽油加氫改質(zhì)脫硫工藝為探針反應(yīng)，在溫和的反應(yīng)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(fù)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(tuán)，合成了POM/CS復(fù)合材料。SEM結(jié)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