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含氮钛硅分子筛催化丙烯环氧化研究

2013-08-11长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023中国科学院成都有机化学研究所四川成都610041

长江大学学报(自科版) 2013年31期

李 颢 (长江大学化学与环境工程学院,湖北 荆州434023中国科学院成都有机化学研究所,四川 成都610041)

雷 骞,张小明,索继栓 (中国科学院成都有机化学研究所,四川 成都610041)

环氧丙烷 (PO)是重要的基础石油化工原料,是丙烯衍生物中产量仅次于聚丙烯和丙烯腈的第3大丙烯类衍生物。目前,PO的生产方法主要有氯醇化法和共氧化法,前者三废严重,后者污染问题虽有所改善,但工艺复杂,流程长,联产品比例大,制约了其应用[1]。钛硅分子筛 (TS-1)对于以低浓度H2O2为氧化剂的低温环氧化反应具有优异的催化性能[2]。但是,TS-1的弱酸性,尤其是采用四丙基溴化铵 (TPABr)为模板剂、硅溶胶为硅源合成的TS-1[3],在多相催化反应中常常导致副反应,进而降低环氧化物的选择性[3-7]。

为了克服这一缺点,研究者进行了很多的研究工作来改善TS-1在丙烯环氧化反应中的催化选择性。通过在环氧化反应前或反应过程中,采用中和试剂对催化剂TS-1分子筛进行处理,环氧化物的选择性可以得到较好的改善。这种中和试剂可以是具有不同碱性的第I主族或者第II主族金属离子的水溶性化合物[3-5],或者是一种非离子的含氮有机碱 (RR1R2N)[6]。Dakka等[7]指出,在超临界 CO2的反应条件下进行选择氧化反应时,TS-1的催化选择性可以得到改善。不幸的是,H2O2的转化率随着催化循环次数的增加而降低。

最近,笔者曾采用高温氮化的方法,处理TS-1原粉,成功地合成出含氮钛硅分子筛 (N-TS-1)[8-9]。氮的引入大大降低了TS-1的酸性。氮化温度和氮化时间控制着氮物种的类型和含量,可以通过调变氮化温度和氮化时间来调配其酸碱性。……

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