010-82930964 
编号：NMJS09613
篇名：纳米Beta和多级孔Zr-Beta分子筛的合成及其低温傅克酰基化催化性能研究
作者：严华鹏
关键词： Beta分子筛; Zr-Beta分子筛; 多级孔; 傅克酰基化; 低温催化;
机构： 江西师范大学
摘要： 傅克酰基化是合成芳酮类化合物的重要工艺,在医药、精细化工和聚合物领域有广泛应用。然而,传统的均相路易斯酸催化剂存在难以回收、设备腐蚀及后处理复杂等问题,难以满足绿色化工需求。具有规整微孔结构和可调酸性质的Beta分子筛因其择形催化能力和环境友好特性成为研究热点。然而,强酸位点易被芳香酮覆盖,高酸密度易引发副反应,导致孔道堵塞和催化活性衰退。因此,开发兼具高活性位点暴露度、适宜酸强度及快速传质通道的Beta分子筛成为关键问题。 （1）纳米Beta分子筛的制备和催化性能研究:通过二次水热合成法制备了晶体尺寸约为200nm的Beta分子筛,并将其应用于催化苯甲醚/乙酸酐和苯甲硫醚/乙酸酐的傅克酰基化反应。表征分析晶体形貌、尺寸、孔径分布及酸性位点,并优化低温反应条件。当反应温度、苯甲醚/乙酸酐摩尔比、分子筛与反应物的质量百分比分别为313 K、1.5:1和20 wt%,乙酸酐的转化率达到77.35%,目标产物4-甲氧基苯乙酮的选择性为100%。当反应温度、苯甲硫醚/乙酸酐摩尔比、分子筛与反应物的质量百分比分别为393 K、1.5:1和20 wt%,乙酸酐转化率及目标产物对甲硫基苯乙酮选择性均为100%。焙烧处理可恢复催化性能,苯甲醚/乙酸酐反应的活化能为41.52 k J/mol。该纳米Beta分子筛表现出优异的催化活性和稳定性,具备良好的工业应用潜力。 （2）多级孔Zr-Beta分子筛的制备和催化性能研究:本研究通过“结晶-刻蚀-重结晶”法制备多级孔Zr-Beta分子筛,考察合成条件对结构和催化活性的影响。当结晶过程中锆源和Zr O?/Si O?摩尔比分别为Zr O（NO3）?和0.02,刻蚀和重结晶过程TEAOH浓度分别为0.75M和0.25M时,制备的多级孔Zr-Beta分子筛呈现出最优的Lewis酸性位点分布和孔道结构,氮气吸脱附分析比表面积和介孔体积分别为463.6 m2/g和0.40 cm3/g,FT-IR证实Zr以四配位形式高度分散于骨架中。多级孔结构促进传质扩散,四配位Zr增强Lewis酸性,使其在间苯二甲醚/苯甲醚的傅克酰基化反应中表现优异催化性能。反应条件为393K、1:3.5、Zr-B-0.25ER、4wt%时,间苯二甲醚转化率和2,4-二甲氧基苯乙酮选择性均为100%;当苯甲醚/乙酸酐摩尔比为1:3.5、催化剂为Zr-B-0.25ER、10wt%时,苯甲醚转化率和对甲氧基苯乙酮选择性为100%。四次循环实验后催化活性衰减不到5%,XRD与FT-IR证实循环催化实验后骨架结构保持完整。
