● 摘要
本文采用静态水热合成法合成了AlPO4-5分子筛前体和具有不同铜含量的铜铝磷酸盐分子筛（CuAPO-5）；利用多种分析测试方法对制成的分子筛样品进行了综合表征。通过X射线衍射（XRD）分析考察了分子筛样品的体相结构、结晶度及晶胞参数。XRD分析结果显示：在选定的合成条件下，当0＜CuO/P2O5摩尔比≤0.3时，可合成出具有AFI骨架结构的CuAPO-5分子筛。当CuO/P2O5摩尔比＞0.3时，合成的样品为具有不同于AlPO4-5晶体结构的铜铝磷酸盐。焙烧后的CuAPO-5分子筛的XRD谱图的峰结构（峰形和峰位）基本相同。傅立叶红外光谱（FTIR）分析结果表明，焙烧前的AlPO4-5分子筛在1000~1200 cm-1波数区间出现一归属于骨架一级结构单元AlO4和PO4反对称伸缩振动的宽化吸收峰。焙烧后的样品的FTIR谱图随骨架铜的变化趋势与焙烧前相同。核磁共振NMR分析结果显示：AlPO4-5和CuAPO-5分子筛中27Al的出峰位置在37-40 ppm之间，因此AlPO4-5和CuAPO-5分子筛中27Al是四配位铝；同理，AlPO4-5和CuAPO-5分子筛中31P的出峰位置在-30 ppm左右，因此AlPO4-5和CuAPO-5分子筛中31P是四配位磷。SEM分析考察了不同CuO/P2O5（摩尔比）的CuAPO-5分子筛的晶体形貌，结果表明：成功地合成出了具有AFI结构类型（六方晶系）的CuAPO-5分子筛，并且晶体形貌均匀，呈六方体外形，且无杂相生成。BET分析结果显示，与AlPO4-5相比，CuAPO-5分子筛的比表面积有大致相同的取值水平，表明CuAPO-5分子筛中的铜应为骨架铜，非骨架铜是可以忽略的。在间歇式玻璃反应器上，考察了CuAPO-5分子筛的苯催化羟化反应性能，其中包括实验参数诸如反应温度、反应时间、H2O2/苯摩尔比、催化剂用量剂、不同反应介质等对苯转化率的影响。活性评价结果表明：在典型反应条件下[反应时间：6 h；反应温度：70℃；溶剂（乙腈）用量：6 ml；催化剂用量：50 mg； 苯/ H2O2摩尔比：2/1；苯：0.45 g]，CuAPO-5分子筛均具有较高的苯催化羟化反应活性。总之，本论文通过对具有AFI结构类型的低价过渡金属离子杂原子铝磷酸分子筛CuAPO-5的合成条件和苯催化羟化反应性能的考察，在初步了解CuAPO-5分子筛合成规律的同时，确定了适用于苯催化羟化反应的杂原子种类和反应操作条件。
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