| 研究設計、制備了磷酸鹽系列催化劑和硅藻土－莫來石陶瓷負載SiO2-Fe2O3膜管，并將它們應用于1,2－二氯丙烷脫氯氧化制環氧丙烷的反應中，用催化反應－膜分離耦合反應技術來有效促進和提高反應物1,2－二氯丙烷的轉化率和產物環氧丙烷的選擇性。本研究主要包括以下內容：(1) 分別以沉淀法和溶膠-凝膠法制備磷酸鹽系列催化劑，考察了制備方法、原料、干燥、煅燒等條件對催化劑性能的影響。在適宜條件下制得了比表面大于90m2/g、平均粒徑10nm左右的非晶態FeAl(PO4)2催化劑。(2) H2O在磷酸鹽Lewis酸位M－O鍵的M位（M代表Fe或Al）和Lewis堿位P=O鍵的氧位上產生分子吸附態和解離吸附態。水在AlPO4上以分子吸附態存在，在FePO4和FeAl(PO4)2上以分子吸附態和解離吸附態存在。1,2－二氯丙烷在磷酸鹽上，以分子吸附態吸附于Lewis酸位M－O鍵的M位上。催化劑Lewis酸位和Lewis堿位的酸堿強度直接影響水、1,2－二氯丙烷與催化劑的作用強度，而催化劑的表面積直接影響吸附量。(3) H2O在FeAl(PO4)2表面Lewis酸位和Lewis堿位的協同作用下發生解離吸附形成兩個鍵合于表面上的 P—OH羥基及Fe—O—，P—OH進一步吸附CH2ClCHClCH3相鄰的兩個Cl原子，相互作用后生成HCl和中間產物丙烯，丙烯與Fe—O—作用生成環氧丙烷。以非晶態FeAl(PO4)2為催化劑，在適宜的反應條件下，1,2-二氯丙烷的轉化率為86.3%，生成環氧丙烷的選擇性為87.9%。(4) 利用擠壓成型技術制備了微結構均勻、強度性質和滲透性能良好的硅藻土－莫來石膜支撐體。其孔徑分布集中于2.01(m左右，孔隙率為47.00%，堆密度為1.58g/cm3，側壓強度為13.40MPa。研究了硅藻土顆粒、塑化劑、擠壓模具等因素對擠壓成型過程的影響及濕坯的干燥和煅燒條件對支撐體性能的影響，確定了適宜的制備工藝和條件。(5) 分別采用溶膠—凝膠方法、溶膠凝膠－模板技術在硅藻土－莫來石膜支撐體上制備了SiO2過渡膜層和SiO2-Fe2O3分離膜層。采用三次浸涂－干燥－煅燒的方法制得了完整性良好和微觀形貌均一的SiO2膜和SiO2-Fe2O3膜，SiO2和SiO2-Fe2O3膜厚分別為2(m和0.5(m，孔徑分別集中于45nm和4nm左右。SiO2-Fe2O3膜、SiO2膜及硅藻土－莫來石膜支撐體間通過Fe-O-Si-O-Si鍵的價聯方式形成了緊密、穩定的結合。由于表面擴散作用，硅藻土－莫來石負載SiO2-Fe2O3膜管可選擇性分離HCl。(6) 以硅藻土－莫來石負載SiO2-Fe2O3膜管作為膜催化反應器膜材料，以非晶態FeAl(PO4)2為催化劑，研究了1,2－二氯丙烷脫氯氧化制環氧丙烷膜催化反應性能。結果表明，在相同的反應條件下，膜催化反應1,2-二氯丙烷的轉化率和環氧丙烷選擇性均高于常規催化反應。在適宜的反應條件下，1,2-二氯丙烷的轉化率為90.9%，生成環氧丙烷的選擇性為88.3%。m.yunshisz.com |
