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NaY分子筛固载硅钨酸催化剂的
制备、表征及应用

摘 要

本文研究了杂多酸型催化剂的概念，分类，制备及其进展状况。若将杂多酸固载于载体上 ,则可以实现均相多相化 ,催化剂易回收 ;不但克服了腐蚀性 ,而且还可以增加催化剂的比表面积、增强机械强度和热稳定性等。因而固载杂多酸催化剂是化学工业中很有潜力的一种新型多功能催化剂。为了制备最佳活性的固载杂多酸催化剂，本文研究采用了Hammett指示剂法与紫外光谱法相结合的方法比较固载杂多酸的相对酸强度大小。固载杂多酸在水洗五次后保持酸强度不变。
通过几种杂多酸和载体的比较，本文选用硅钨酸和NaY分子筛。通过正交试验得到影响固载杂多酸活性四个因素的大小顺序为：烧结时间>烧结功率>浸泡浓度>浸泡时间。通过单因子试验优化催化剂的制备条件为：用0.10mol/l硅钨酸的水溶液浸泡NaY分子筛30h，于120℃烘干，再在微波炉750w功率下烧结40min，制得的催化剂活性最高。
应用固载杂多酸催化剂降解十二烷基苯磺酸钠比没有使用固载杂多酸催化剂时的降解率明显要高。本文通过对影响降解反应的因素做单因子试验，得到最佳反应工艺条件为：在超声波300w功率下，用0.050gNaY分子筛固载硅钨酸催化剂降解150mg/lPH值为3的LAS溶液60min，得到的降解率为94.5％。
综上所述，证明了采用Hammett指示剂法与紫外光谱法相结合的方法比较固载杂多酸的相对酸强度大小是成功的；制得的NaY分子筛固载硅钨酸有良好的催化活性。

关键词:固载杂多酸,Hammett指示剂,紫外光谱法,微波

preparation, token， application and token of NaY zedite supported SiW as catalyst

ABSTRACT

This article study heteropoly acids catalyst in conception ,types ,preparation and development.If heteropoly acids were loaded on carrier,it can realizate equality and multiphase,callback catalyzer easy,overcome causticity ,increace surface area, mechanical intensity,heat stability,and so sn.So supported heteropoly acids is a new,very functional catalyst with potence in chemical technics.In order to preparte supported heteropoly acids catelyzer with greatest effection.We compare supported heteropoly acids strength in Hammett indicator and ultraviolet spectroscopy.Supported heteropoly acids will hold the line in acid strength after five baths.
We compare several heteropoly acids and carrier,weselect SiW and NaY zedite.After thogonal anay experiment,we get four factors ’ size of influencing cativity :agglomeration time>agglomeration power>marination concentration>marination time.After single gene experiment,we get the best preparation conditions,Which is synthesized by adding 0.10mol/lSiW2ml,marinate NaY zedite for 30h,drying in 120oC,microwave  900w for 40min.
When NaY zedite supported SiW clear up LAS,this reaction has more downright than without that.After single experiment,we get the best reaction conditions:which is synthesized by adding 0.050g NaY zedite supported SiW,under ultrasonic 300w,clear up PH 3,300ml 150mg/l LAS solution 60min,  reaction degree 94.5％.
In a word,It is success that  Hammett indicator and ultraviolet spectroscopy compare acid strength ; NaY zedite supported SiW has  favorable photocatalytic activity.

KEY WORDS Supported heteropoly acids，Hammett Indicator.Ultraviolet Spectroscopy，Microwave

目 录

第一章 论文综述 1
1.1引言 1
1.2杂多酸型催化剂的研究进展 1
1.3固体杂多酸催化剂的制备及性质 2
1.3.1纯杂多酸 2
1.3.2杂多酸盐 3
1.3.3负载型杂多酸(盐)催化剂 3
1.4杂多酸型催化剂的应用 4
1.4.1杂多酸催化剂的酸催化 4
1.4.2杂多酸催化剂的催化氧化 8
1.5固载杂多酸酸强度理论 11
1．6微波燃烧合成合微波烧结 13
1.7本研究内容及意义 15
第二章 材料与方法 17
2.1材料 17
2.1.1试剂 17
2.1.2药品 17
2.2方法 18
2.2.1固载杂多酸酸强度的测定方法 18
2.2.2固载杂多酸催化剂的制备方法 18
2.2.3固载杂多酸催化剂的表征 19
2.2.4固载杂多酸应用于降解LAS溶液的方法 19
第三章 结果与分析 22
3.1固载杂多酸的酸函数值（Ho）的测定方法的研究 22
3.2固载杂多酸催化剂的制备及表征研究 23
3.2.1制备条件对固载杂多酸酸函数值（Ho）的影响 23
3.2.2固载杂多酸制备条件的优化 32
3.2.3NaY分子筛固载硅钨酸催化剂的表征 33
3.3NaY分子筛固载硅钨酸催化剂在降解LAS溶液中的应用 34
3.3.1反应条件对降解率的影响 34
第四章 结论与问题 43
第五章  毕业设计小结 44
致谢 45
参考文献 46
 
第一章 论文综述

1.1引言
工业上一些重要的催化反应常存在腐蚀、操作条件苛刻、收率低、催化剂有毒且难分离、废水污染、有副产物等缺点。由于环境污染日趋严重 ,环境保护要求石化工业进行环境友好催化过程 ,使反应产品纯度高 ,副产品、三废少 ;反应过程选择性接近 1 0 0 %,催化剂不失活。这就迫切需要开发环境友好的无毒无害催化剂 ,来满足生产和环保要求。
近几年 ,大量文献报道了杂多酸 (HPA)的催化性能及其在有机合成中的应用研究成果。这是因为杂多酸具有酸性、氧化还原性 ,在强氧化条件下不易分解。但杂多酸是一种比表面积很小 (S.A. < 1 0m2 /g)的非孔固态物质。其表面酸量小 ,非极性反应物不能进入其体相 ,反应活性小 ,且均相不易分离。若将杂多酸固载于载体上 ,则可以实现均相多相化 ,催化剂易回收 ;不但克服了腐蚀性 ,而且还可以增加催化剂的比表面积、增强机械强度和热稳定性等。因而固载杂多酸催化剂是化学工业中很有潜力的一种新型多功能催化剂[1]。

1.2杂多酸型催化剂的研究进展
    杂多酸是由杂原子 (如P、Si、Fe、Co等)和多原子 (如Mo、W、V、Nb、Ta等)按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的类含氧多酸。作为一类新型的催化材料 ,杂多酸及其盐类化合物以其独特的酸性、“准液相”行为、多功能 (酸、氧化、光电催化)等优点在催化研究领域中受到研究者们的广泛重视。对于杂多酸 (盐 )催化剂的研究已有大量的文献报道[2]。
    近年来 ,杂多酸在催化领域中受到越来越多关注 ,主要原因是 :①随着石油化工与精细化工的发展 ,催化材料的多功能性成为研究的新目标 .杂多酸是一种酸碱性与氧化还原性兼具的双功能型催化剂 ,对于新催化过程的研究具有重要意义 ;②随着分子“剪裁”技术的迅速兴起 ,新型催化材料层出不穷 .杂多酸的阴离子结构稳定 ,性质却随组成元素
不同而异 ,可以以分子设计的手段 ,通过改变分子组成和结构来调变其催化性能 ,以满足特定催化过程要求 ; ③杂多酸是一种环境友好的催化剂 ,可以减少对环境的污染和对设备的腐蚀[3]。

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