创新点:大连理工大学化工学院赵忠奎教授带领研究组,以含氟硅渣为硅源,采用清洁高效干胶工艺,制备出未改性改性BEA分子筛。以2-甲氧基萘乙酰化为模型反应,镁在线改性BEA催化剂展示40.2%2-甲氧基萘转化率和66.3%2-甲氧基-6乙酰基萘选择性。 关键词:含氟硅渣,BEA分子筛,干胶合成,择型催化,酰基化
含氟硅渣在国内外是一种新型特殊的固体废弃物,其具有产量大、难处理、污染重的特点。磷矿工艺会产生大量含氟硅渣,每年生产量超过10万吨,含氟硅渣直接排放会造成环境污染和资源浪费,因而开发对硅渣的利用途径,产生经济效益和环境效益很重要。目前对含氟硅渣的利用主要是用来制备脱氟剂、水玻璃、白炭黑、工业硅、碳化硅、水泥辅料和耐火砖等产品,其存在产品价值较低或工业化应用困难的问题。因此,如何利用含氟硅渣中的氟硅资源,开发一种具有高附加值的利用途径是迫切需要解决的问题。含氟硅渣作为一种潜在的硅氟资源,可以作为硅源,制备分子筛。Beta分子筛具有独特三维孔道结构、较好的热稳定性、水热稳定性和可控的酸性,广泛应用于石油化工、精细化工和生物质转化等高附加值领域,有极高的应用价值和学术价值,但目前用含氟硅渣制备Beta分子筛的合成至今没有报道。合成Beta分子筛最常用的是水热法合成法,其具有模板剂用量大、生产成本高、环境污染严重的弊端,而用含氟硅渣水热法制备Beta分子筛会产生含氟废水,处理困难,造成更大的环境污染,需要探索一种用含氟硅渣绿色清洁制备Beta分子筛的方法。 干胶法合成Beta分子筛具有模板剂用量少、合成周期短、固液分离和环境友好的优势。因此,以含氟硅渣为原料干胶法低成本廉价高效制备Beta分子筛,实现含氟硅渣的高值资源化利用,前景广阔。 大连理工大学赵忠奎教授带领先进催化材料课题组,以含氟硅渣为硅源,采用干胶法,成功合成了未改性和改性的BEA分子筛。该方法Beta分子筛制备过程简单、原料利用率高、时间短、成本低、收率高、无母液排放,对环境友好,前景看好。将制备的未改性的BEA分子筛催化剂用于2-甲氧基萘乙酰化模型反应,获得了与商业BEA分子筛类似的催化性能。然而,作者发现,金属镁在线改性的BEA分子筛展示了比商业BEA分子筛(46.8%选择性和18.7%产率)更高的2-甲氧基-6-乙酰基萘选择性(54.6%)和产品产率(19.2%)。对催化剂的制备进行优化后,获得了40.2%的2-甲氧基萘转化率和66.3%的产品选择性,产品色谱收率达到了26.7%,另外,催化剂可以循环使用,具有较好应用潜力。此外,本工作也为含氟硅渣为硅源的其他分子筛的开发提供了一些参考。 论文信息 Modified H-BEA Zeolites from Fluorinated Silica Slag Waste by Dry Gel Conversion Method for Shape-Selective Acylation of 2-Methoxynaphthalene Xiao Wang,Zhongkui Zhao ChemCatChem DOI: 10.1002/cctc.202401381