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微孔固体酸如沸石(<2 nm)孔径小,传统的介孔分子筛孔径大多小于20 nm,对于大分子的反应,大分子不能进入到较小的孔中,继而不能接触到催化剂的活性位点,使催化效果不理想,所以需要制备具有更大孔径的固体酸催化剂。本论文重点在于制备较大孔径的介孔固体酸催化剂,并将其应用到大分子的反应中。介孔二氧化硅泡沫是当前合成的硅基介孔材料中孔径最大的一类材料,它具有三维互通孔道以及较好的水热稳定性,孔径可以在20-50 nm的范围内可调。因此本工作以此为基础制备两种类型的固体酸催化剂,即有机-无机杂合二氧化硅泡沫固体酸与微孔-介孔泡沫复合分子筛固体酸。使用三嵌段共聚物P123、1,3,5-三甲基苯为模板,1,4-双(三乙氧基硅基)苯为硅源,制得有机-无机二氧化硅泡沫。然后对泡沫骨架上的苯环进行磺化,得到有机-无机杂合二氧化硅泡沫固体酸催化剂OSMCF-0.75-SO3H与OSMCF-1.00-SO3H。通过TEM、SEM、N2吸附表征证明催化剂具有三维多孔结构且孔径在28-50 nm;经过FT-IR、化学滴定及TG-DTG测试表明,成功接枝磺酸基团且酸量分别为0.778 mmol/g与0.952 mmol/g,催化剂在600℃以下都有良好的热稳定性。在纤维素的水解反应中,当反应温度为120℃,反应1.5 h,催化剂与纤维素质量比为0.3时,还原糖的产率达到最高,分别为58.9%与62.1%,TOF值分别为14.78 h-1与11.46h-1。使用三嵌段共聚物P123、1,3,5-三甲基苯为模板,正硅酸乙酯为硅源,偏铝酸钠为铝源,先制备介孔硅铝泡沫(Al-MCF),然后浸渍四丙基氢氧化铵(TPAOH),再气相结晶制得含微孔-介孔泡沫复合结构的分子筛固体酸H-ZSM-5/MCF。通过TEM、SEM、N2吸附表征证明催化剂具有三维多孔结构且介孔孔径为27.1 nm,微孔孔径为0.56 nm;吡啶红外吸附及TG-DTG表明此催化剂同时具有B酸与L酸且H-ZSM-5/MCF的热稳定性能良好。将其应用于油酸与甲醇酯化反应中,当反应条件为100℃,反应6 h,催化剂为0.4 g时,油酸达到最高转化率48%。而没有介孔结构的商业H-ZSM-5,油酸转化率仅为28%。 因此具有微孔-介孔泡沫复合结构的分子筛固体酸H-ZSM-5/MCF在催化大分子的反应中有很广阔的应用前景。