碳分子筛在稀有化工产品当的应用

是一类典型的固体酸催化剂材料，活性高，选择性好，同时具有很高的热稳定性，不被有机和无机溶剂溶解和溶胀。因而催化剂活性组分不易流失，使用寿命长，容易活化再生，且本身无毒，无腐蚀性，不会对环境造成污染。 　　Singh最先报道了用沸石催化合成双酚A反应（Carbon molecular sieve）。将RE-Y、H-Y、H-mordenite、H-ZSM-5沸石与Amberlyst-15型离子curtain交换树脂进行比较，在363 K、大气压下合成双酚A。研究结果表明，几种沸石对双酚A合成反应都有活性，孔开口大的沸石催化活性高，但远低于Amberlyst-15型树脂，可能是双酚A分子太大而无法进入沸石孔道内。通道主要反应产物是双酚A、双酚A异构体。异构体与丙酮缩合而成的色满量很大(4.6%～15%)。色满的存在不仅降低了反应收率，而且由于其含有游离羟基，在下游产品聚碳酸酯的合成中，游离羟基阻碍了聚合物链的生成，使聚合物的相对分子质量降低，影响了产品质量。 　　Perego等研究了沸石的空间指数对双酚A（Carbon molecular sieve）转化率的影响，并报道了沸石催化剂再生的方法。在反应物的物质的量比5:1、1g催化剂、180℃条件下反应12h，分别考察了β型、Y型、ERB-1和ZSM-12沸石对双酚A反应的转化率和产物选择性的影响。4种沸石中β型沸石催化的curtain转化率和选择性最高。基本的规律是随着沸石本身空间指数的下降，丙酮转化率明显下降，表现为：β型沸石＞ERB-1沸石＞ZSM-12沸石。除了空间指数外，转化率和选择性还与沸石本身的孔道和孔穴有关，例如β型沸石的空间指数低于Y型沸石，而双酚A的转化率和选择性却高于Y型沸石。 　　Knifton利用酸性蒙脱土黏土催化双酚A合成反应，酸性黏土用酸预处理，可用的酸为氢氟酸、硫酸、三氟甲基磺酸。 　　美国Mobil公司的科学家成功的合成了X41S系列，如MCM-41、MCM-48、MCM-50，吸引了许多研究者的注意。介孔分子筛以其大孔径比、高比表面积、高孔隙率、表面富含不饱和基团等优点，成为合成大分子底物的潜能催化剂，为催化领域开辟了新天地。 　　虽然介孔材料孔尺寸大，但酸性比微孔沸石弱得多，为了增加其酸性可以引入酸性基团。Debasish等研究了介孔硅基分子筛MCM-41和MCM-48的制备及催化行为，着重比较了它们对双酚A（Carbon molecular sieve）合成反应的催化性能。他们首先制备了MCM-41、MCM-48介孔，由于介孔分子筛表面具有大量的硅醇基团，硅烷化试剂与其反应能够形成牢固的Si-O-Si键，将带有巯基的硅烷化试剂与其作用，巯基就被大量地引入到MCM硅基分子筛中，进而调变为磺酸型固体酸催化剂(MCM-SO3H)，用于催化双酚A合成反应。结果表明，转化率和选择性大大高于β型、Y型、ZSM-5型沸石，且选择性高于商用的离子交换树脂Amberlite-120。