铈掺杂对介孔硅锆复合氧化物酸性的影响

李 莎，唐芳玲，郭建忠，王志坤

（浙江农林大学 化学系，浙江 杭州 311300）

酸催化在当代化学工业中占有重要地位。SiO2-ZrO2固体酸因为具有热稳定性高、机械强度高、热扩散性低、污染小、易回收等优点而备受关注。硅锆比［1-2］、材料晶型［3］、焙烧温度和气氛［4］等是影响SiO2-ZrO2酸性的主要因素，一些后处理方法也会影响SiO2-ZrO2的酸性：甲基化会明显降低材料的质子酸位点［5］、嫁接硫酸盐能提高材料的酸性［6］、添加Cu［7］和Mo［8］等有助于形成强酸位点。

在分子筛中加入Ce元素会提高分子筛的酸催化活性，稀土元素经过焙烧会迁移到更小的笼表面与氧形成桥键，再发生水解，生成质子酸位点［9］。NH3-TPD表征结果证明，ZSM-5和SAPO-34分子筛负载2%（w）Ce3+后，材料的中强酸和强酸含量均变多［10］，但将Ce掺杂到ZSM-5分子筛中会降低材料的弱酸强度及L酸含量［11］。将Ce加入到HBEA分子筛中会减少它的B酸位点［12］。关于Ce掺杂对介孔SiO2-ZrO2酸性的影响研究较少。

本工作采用溶胶-凝胶法合成了介孔SiO2-ZrO2材料，对其进行了N2吸附-脱附、XRD、吡啶吸附FTIR（Py-FTIR）和XPS表征，并将其用于苯甲醚和苯甲醇的傅克烷基化反应，研究了Ce掺杂和焙烧温度对SiO2-ZrO2酸性的影响。

1 实验部分

1.1 主要试剂

盐 酸、冰 醋 酸、乙 醇、正 硅 酸 乙 酯、CeCl3·7H2O：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；正丁醇锆：80%（w）正丁醇溶液，阿拉丁试剂有限公司；三嵌段共聚物F127（EO106PO70EO106，EO为环氧乙烷，PO为环氧丙烷）：分析纯，摩尔质量为12 600 g/mol，Sigma公司。

1.2 催化剂的制备

按照文献［13］报道的方法合成介孔SiO2-ZrO2（Zr/Si摩尔比为1）。25 ℃下，在30 mL无水乙醇中加入1.6 g表面活性剂F127，再加入1 mL浓盐酸、2.3 mL冰醋酸，搅拌；待溶液澄清后加入1.114 mL正硅酸乙酯、2.286 mL正丁醇锆、0.039 7 g的CeCl3·7H2O，继续搅拌2 h后得到溶胶体系；……