Page 131 - 《精细化工》2020年第3期

第 3 期 张峻维，等: 纳米薄层 SAPO-5 分子筛的离子热合成及催化性能 ·549·

T180-t60-P300 名称中的 SuAc、HQ 和 BPA 表示 n
S /%  ( i )生  100 （2）
低共熔混合物中的组分分别是丁二酸、对苯二酚 n  n
( i )加 ( i )余
和双酚 A，除这 3 个样品外，其余未特殊说明的
Y /%  X S 100 （3）
样品均使用丁二酸作为低共熔混合物组分。样品 式中： n 为反应前加入苯甲醇的物质的量，mol；
SC1-T180-t20-P400、SC2-T180-t20-P400、SC3-T180- ( i )加
n 为反应后剩余苯甲醇的物质的量，mol； n 为
t20-P400 名称中的 SC1、SC2 和 SC3 代表 3 种不同 ( i )余 ( i )生
的晶种被加入到合成体系中。详细的名称和合成条 反应后生成二苯甲烷的物质的量，mol。
件见表 1。 气相产物分析：采用气相色谱仪，SE-54 毛细
管（0.32 mm × 0.5 μm × 30 m），载气为高纯 N 2 ，FID
表 1 样品名称、合成条件及产物 检测器，柱温、进样口和检测器的温度分别设置为
Table 1 Sample name, synthesis conditions and product phases
160、260、260 ℃，柱压为 6.6 MPa，进样量约为 0.100 μL，
③
样品 温度/℃ 时间/min 功率/W 产物相
灵敏度衰减至 7。本实验采用外标法对苯与苯甲醇
SuAc-T180-t60-P300 180 60 300 AFI
的烷基化反应进行定量分析。在此条件下，色谱工
HQ-T180-t60-P300 180 60 300 AFI
作站显示的苯、苯甲醇和二苯甲烷的保留时间分别
BPA-T180-t60-P300 180 60 300 AFI
约为 2.603、3.685、9.785 min。
T180-t60-P400 180 60 400 AFI
1.4 样品的表征
T180-t60-P500 180 60 500 AFI
X 射线衍射（XRD）分析：采用粉末 X 射线衍
T180-t60-P600 180 60 600 AFI+鳞石英
射仪对产物的物相进行分析，铜靶，管电流 150 mA，
T150-t60-P300 150 60 300 AFI+鳞石英
扫描速度为 10 (°)/min，扫描范围 2°~80°。
T180-t10-P400 180 10 400 AFI
扫描电镜（SEM）分析：使用冷场发射型扫描
T180-t20-P400 180 20 400 AFI
电子显微镜观察产物的形貌，样品测试前表面需要
T180-t40-P400 180 40 400 AFI
经过多次喷金处理，以增加导电性。
T180-t90-P400 180 90 400 AFI
N 2 物理吸/脱附分析：采用 ASAP 2020 型分析
T180-t120-P400 180 120 400 致密相
仪对样品的比表面积和孔体积进行分析，氮气吸
①
SC1-T180-t20-P400 180 20 400 AFI+鳞石英
附前在 350 ℃下预处理样品 4 h，以便除去样品表
SC2-T180-t20-P400 180 20 400 AFI
①
面吸附的杂质。使用 Brunauer-Emmett-Teller（BET）
①
SC3-T180-t20-P400 180 20 400 AFI
方程，采用 p/p 0 在 0.06~0.20 之间的吸附数据计算材
②
Hydrothermal-1 120 1440 — AFI
料的比表面积；外表面积=BET 比表面积–微孔表面
①样品 T180-t20-P400、水热法合成样品 Hydrothermal-1 积；通过 t-plot 法确定微孔体积；由 BJH 法确定介
和 Hydrothermal-2（ 未列出 ）分 别用 作合 成样 品 SC1-T180-
孔体积。
t20-P400、SC2-T180-t20-P400、SC3-T180-t20-P400 的晶种。晶
种 Hydrothermal-1 和 Hydrothermal-2 分别根据参考文献[10]和 氨气程序升温脱附（NH 3 -TPD）分析：采用
[19]所述方法制备；②样品为水热法合成，未使用微波合成仪； PX200A 型测试仪对材料的酸性进行测试。将 0.1 g
③AFI 是 SAPO-5 分子筛拓扑结构的代码。 （20~40 目）的分子筛样品在 30 mL/min 的 N 2 连续

1.3 苯与苯甲醇催化实验 流动下，于 500 ℃对其进行预处理，随后冷却至
在带有磁力搅拌的微型高压反应器（50 mL， 100 ℃的吸附温度；待样品吸附 NH 3 达到稳定性后，
SLM 高压釜）中加入 0.155 g SAPO-5 分子筛催化剂， 以 10 ℃/min 的速率将温度升至 500 ℃进行脱附，并
14.900 g 苯和 0.260 g 苯甲醇〔n(苯)∶n(苯甲 通过在线热导检测器（TCD）进行检测。
醇)=80∶1〕，再用氮气置换反应器中的空气。之后，
将高压反应釜放入加热装置，设置反应温度为 160 ℃、 2 结果与讨论
转速为 800 r/min、反应过程中保持 3.4~3.6 MPa 的
分子筛的催化效果与其形貌和孔结构有着密切
恒定压力，使反应物始终为液相。待反应釜升至设
的关系，特殊的形貌和大的孔体积会增加反应物在
定温度后开始计时，反应 1 h，采用进样器定时取样
分子筛孔道内的扩散速率，对分子筛的催化性能有
进行气相色谱分析。苯甲醇的转化率（X）、二苯甲
着显著的影响 [20-22] 。本研究通过改变低共熔混合物
烷的选择性（S）和反应收率（Y）按下式计算：
n  n 的类型、微波加热功率、晶化温度和时间及晶种类
X /%  ( i )加 ( i )余  100 （1） 型对 SAPO-5 分子筛的形貌和孔结构进行了调节，
n
( i )加 以使其在催化反应中展现出更好的催化效果。