钛硅分子筛（TS-1）是一类骨架中含有钛原子的杂原子分子筛,具有较高的水热稳定性和良好的催化活性,尤其在与H₂O₂组成的催化氧化体系中,具有反应条件温和、产物选择性高和反应过程无污染等优势,已广泛用于众多反应领域中。但TS-1分子筛的孔道较小,局限于小分子反应;分子筛粉体回收步骤繁琐;在气相反应中的催化作用还需进一步提高。针对以上问题,本论文研究了不同粒径TS-1以及具有中空结构钛硅分子筛（TSH）的合成条件,利用苯酚羟基化反应考察了催化性能;在氧化铝载体的外表面和内表面合成了TS-1膜,实现了TS-1分子筛的固载化,解决了回收困难的问题;针对钯膜反应器存在的原料利用率低和苯酚选择性低等问题,将TS-1分子筛与钯膜的优势相结合分别制备了TS-1/Pd/TS-1三层复合膜和Pd/TS-1复合膜,对复合膜进行了表征,对气体渗透和催化苯制苯酚反应的性能进行了测试。主要研究内容和结果如下:1、通过改变合成条件制备出不同粒径的TS-1分子筛,对其进行表征并应用于苯酚羟基化反应中。结果表明,随晶化温度的降低,晶化时间的缩短,H₂O/TPAOH比值的减小,颗粒逐渐变小,当粒径为130 nm时,苯酚反应性能较好,苯酚转化率和选择性分别达到12.68%和98.24%。用四丙基氢氧化铵（TPAOH）对粒径为300 nm的TS-1分子筛进行碱处理,考察了碱处理时间、碱处理温度和H₂O:TPAOH的比例对中空结构的影响。研究结果表明,随处理时间的延长,碱处理温度的升高,H₂O:TPAOH比值的减小,在晶体内部形成的中空结构逐渐增大并趋于稳定,处理时间为24 h,处理温度为170℃,H₂O:TPAOH=1:1时,苯酚的转化率达到最大值,为21.01%。2、通过二次晶种法分别在氧化铝陶瓷管的外表面和内表面进行了TS-1沸石膜的制备与性能测试。研究结果表明:外表面因具有较小的平均孔径而更有利于膜的生长。未脱除模板剂时外膜和内膜的N₂渗透速率分别为7.31×10^-9 mol·m^-2·s^-1·Pa^-1和1.85×10^-7 mol·m^-2·s^-1·Pa^-1,苯酚转化率分别为2.63%和2.12%。3、在前面工作基础上,分别构建了TS-1/Pd/TS-1复合膜及Pd/TS-1复合膜。首先,在氧化铝载体上制备TS-1沸石膜,然后采用化学镀法制备了钯膜,进而在水热条件下在钯膜表面负载了一层连续的TS-1膜,构成了TS-1/Pd/TS-1复合结构。研究结果表明,H₂的渗透通量随温度和膜两侧压力差的升高而增加,温度为500℃,膜两侧压力差为0.15 MPa时达到最大值,为6.8×10^-8 mol·m^-2·s^-1·Pa^-1。为了降低TS-1沸石膜的传质阻力,更好的发挥分子筛催化剂的作用,采用偶联剂法在厚度为4μm 的Pd膜表面负载了一层疏松的纳米钛硅分子筛,制备了Pd/TS-1复合膜,研究结果显示,当温度为500℃时,H₂的渗透通量为4.11×10^-7 mol·m^-2·s^-1·Pa^-1,H₂/N₂的理想选择性约为500。苯转化率和苯酚产率最高分别为23.4%和22.3%。在110 h的稳定性测试过程中,H₂通量稳定保持在0.02 mol·m^-2·s^-1,苯转化率和苯酚选择性分别保持为22%和94%。