α-蒎烯异构化催化剂的制备及性能研究

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1、桂林理工大学硕士学位论文α-蒎烯异构化催化剂的制备及性能研究姓名：王鹏申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：李凝20090401桂林理工大学硕士学位论文摘要采用不同方法制备负载型纳米S042"／Ti02／A1203、S042"／Zr02／A1203固体酸催化剂及改性Ca-A型分子筛，同时运用XRD、BET、NH3．TPD、FT-IR等技术与方法对催化剂的晶相结构、比表面积、孔结构、酸中心性质等进行表征，以a．蒎烯异构化反应为探针考察了催化剂的催化性能。结果表明，用沉淀法、水解法和溶胶凝胶法制备的负载型S042

2、"／Ti02／A1203催化剂均为纳米级，且拥有着丰富而规则的孔结构，其中水解法制备的S042-／TiOJAl203催化剂中Ti02的粒度(10．ohm)较小，比表面积(172．88m2／g)较大，平均孔径为3．926nm，表面酸中心数和酸强度均高于沉淀法和溶胶凝胶法制备的催化剂，在a一蒎烯催化异构化反应中具有较高的活性，a．蒎烯转化率为82．76％。Zr02含量的不同对S042"／Ti02／Zr02．A1203固体酸催化剂的结构与性能有着较大的影响。适量Zr02的存在有利于Ti02粒度的减小与比表面积的增加，促

3、进了催化剂表面酸中心数的增加和酸中心强度的提高。干燥方法和浸渍方式对负载型纳米S042"／Zr02／A1203催化剂的性能有较大影响，真空浸渍微波干燥制备的负载型催化剂中Z内2的粒度较小，比表面积较大，表面酸性中心数和酸强度均高于其它催化剂。以四方相存在的Zr02所形成的酸中心的强度相对较高，有利于提高催化剂的活性。稀土氧化物掺杂对S042．，Z内2／A1203固体酸催化剂的结构与性能有着显著的影响。掺杂的稀土氧化物有利于Zr02粒度的减小与比表面积的增加，同时稀土氧化物的存在还会改变催化剂表面S042’的配位方

4、式，提高表面酸中心数并增强表面酸中心的强度，提高催化剂的活性。其中钕掺杂S042"／Zr02／A1203催化剂的活性相对较高，a．蒎烯转化率高达99．93％。异构化产物的分布主要受到催化剂表面酸中心性质和孔结构的影响，酸中心强度较强有利于单环萜烯的生成，酸中心强度较弱有利于莰烯的生成；平均孔径较小有利于单环萜烯的生成，平均孔径较大有利于莰烯的生成。不同的改性方法对Ca-A型分子筛的催化性能有着较大的影响，其中经硝酸处理后的分子筛表现出较好的催化性能，Et．蒎烯转化率达到74．33％。采用Ni／Ti、Ni．Fe／T

5、i、Ni．Co／Ti和Ni．Fe．Co／Ti电极对a．蒎烯异构化产物进行电催化反应。结果表明，在电极作用下，异构化产物发生脱氢反应，柠檬烯与丫．松油烯的含量增加。其中Ni．Fe／Ti电极有利于异松油烯向T．松油烯的转化，Ni．Fe．Co／Ti电极的活性相对较高，有利于柠檬烯的生成。Ti02和稀土硝酸盐的加入能够有效提高Ni．Fe．Co／Ti电极的活性，其中铈改性Ni．Fe—Co．Ti02／Ti电极的活性最高。关键词：口．蒎烯异构化，固体酸，Ca-A型分子筛，电催化桂林理工大学硕士学位论文AbstractDiffe

6、rentmethodswereappliedtopreparethenano—metersupportedS04z"／Ti02／A1203，S04z"／Zr02／A1203andmodifiedCa-Amolecularsieves．Surfacearea,porediameter,crystals缸1lc咖andacidcenterpropertiesofthecatalystswerecharacterizedbyX-raydiffraction(XgD)，Fouriertransformationinfra

7、-red(FT-IR)，andtemperature-programmeddesorption(TPD)，eta1．a-pineneisomerizationreactionwaschosentoinvestigatethecatalyticpropertiesofthecatalysts．Theconclusionsoftheresultsweredescribedasfollows：Precipitationmethod、hydrolysismethod、Sol—gelmethodwereappliedtop

8、reparethenano—metersupportedS042"／Ti02／A1203catalystswiththeabundantandregularpores仃1lctures．ThegramsizeofTi02inthecompositesupportspreparedbyhydrolysismethodwagsmaller(10．Onm)withthebigg