中国化学会第32届学术年会
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HPPO过程钛硅分子筛失活机理研究
王蕊 刘月明*

分会

第二十分会:固体表界面化学与多相催化

摘要

过氧化氢直接氧化法(HPPO)是合成环氧丙烷(PO)一种前景广阔的绿色合成方法,其中钛硅分子筛催化剂及其稳定性是核心和关键。HPPO体系中,催化剂的失活原因,目前研究认为主要为物理失活,醚类及低聚物等副产物一方面堵塞分子筛孔道、一方面覆盖了活性中心。而在氢气/氧气气相丙烯环氧化体系中,研究表明钛硅分子筛的失活主要是化学失活。为了深入探究HPPO 过程催化剂失活机理,本文采用原位红外分析方法,发现PO与Ti活性中心发生的化学作用是钛硅分子筛失活的重要原因。 实验以Ti-MWW为催化剂,将反应物、主产物和副产物分别浸渍Ti-MWW分子筛,催化反应结果表明,反应物和副产物未对Ti-MWW分子筛有影响,而PO浸渍的Ti-MWW分子筛活性大幅度下降(表1)。系统分析可知,PO浸渍后的Ti-MWW分子筛基本物化性质和活性中心结构不变,然而,原位红外分析结果显示,PO特征吸收峰消失,但未发现PO自聚和多聚物特征峰,在2800~3000 cm-1处有3个特征峰,酸中心缺陷位3600~3800 cm-1处为负峰,1730 cm-1处有微弱羰基特征峰,这说明,PO吸附后进一步与酸中心和Ti活性中心作用生成了双齿型化合物(但转化成羰基类化合物较难),从而导致分子筛的失活(图1)。

关键词

钛硅分子筛;HPPO;稳定性;失活机理;红外

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