《沸石在催化三聚甲醛中的应用》介绍了沸石类催化剂催化合成三聚甲醛的优势，详细介绍了MFI分子筛作为一种催化甲醛合成三聚甲醛催化剂的优势。并且创新地改变了MFI分子筛的组成，提高了其对三聚甲醛的催化性能。本书可供化学与工程技术专业的师生或对催化剂结构、催化剂改性有学习需求的读者阅读。

第1章 绪论 1
1.1 三聚甲醛简介 2
1.2 三聚甲醛的生产 4
1.3 国内外合成TOX的发展现状与趋势 5
1.3.1 液体酸催化剂 5
1.3.2 离子液体催化剂 8
1.3.3 固体酸催化剂 9
1.4 分子筛的酸性质对反应的影响 15
1.5 沸石催化合成反应研究进展 18

第2章 X-MFI催化合成三聚甲醛研究进展 21
2.1 概述 22
2.2 催化剂表征 23
2.2.1 X射线粉末衍射 23
2.2.2 X射线光电子能谱 23
2.2.3 固体核磁谱图分析 25
2.2.4 SEM形貌表征 27
2.2.5 催化剂孔结构表征 28
2.2.6 NH3-TPD表征 29
2.2.7 Py-IR表征 30
2.3 催化剂性能评价 31

第3章 [Ga]-MFI-y在催化合成三聚甲醛中的应用 33
3.1 概述 34
3.2 催化剂表征 35
3.2.1 X射线粉末衍射 35
3.2.2 催化剂孔结构表征 36
3.2.3 SEM形貌表征 37
3.2.4 NH3-TPD表征 39
3.2.5 Py-IR表征 40
3.3 [Ga]-MFI-y催化剂性能评价 41
3.4 反应机理分析 44

第4章 [Ga,Al]-MFI在催化合成三聚甲醛中的应用 47
4.1 概述 48
4.2 催化剂表征 49
4.2.1 X射线粉末衍射 49
4.2.2 X射线光电子能谱 51
4.2.3 固体核磁谱图分析 52
4.2.4 SEM形貌表征 53
4.2.5 催化剂孔结构表征 56
4.2.6 NH3-TPD表征 58
4.2.7 Py-IR表征 60
4.3 [Ga,Al]-MFI催化剂性能评价 62
4.4 [Ga,Al]-MFI催化甲醛合成TOX机理分析 66

第5章 催化剂的合成条件对三聚甲醛反应的影响 67
5.1 概述 68
5.2 不同模板剂合成[Ga]-MFI-50和[Ga,Al]-MFI-50分子筛及其催化性能评价 69
5.2.1 X射线粉末衍射谱图 69
5.2.2 固体核磁谱图分析 70
5.2.3 SEM形貌分析 71
5.2.4 催化剂孔结构表征 73
5.2.5 NH3-TPD表征 74
5.2.6 Py-IR表征 75
5.2.7 不同模板剂合成的[Ga]-MFI-50的催化性能评价76
5.2.8 不同模板剂合成的[Ga,Al]-MFI-50的催化性能评价 78
5.3 不同镓源、硅源合成[Ga]-MFI-50和[Ga,Al]-MFI-50及其催化性能评价 79
5.3.1 X射线粉末衍射谱图 79
5.3.2 固体核磁谱图分析 80
5.3.3 SEM形貌表征 82
5.3.4 催化剂孔结构表征 83
5.3.5 NH3-TPD表征 84
5.3.6 Py-IR表征 85
5.3.7 不同镓源、硅源合成的[Ga]-MFI-50的催化性能评价 86
5.3.8 不同镓源、硅源合成的[Ga,Al]-MFI-50的催化性能评价 88
5.4 氟化铵辅助合成分子筛及其催化性能评价 89
5.4.1 催化剂结构表征 89
5.4.2 催化剂性能评价 92

参考文献 94

三聚甲醛（1,3,5-trioxane，TOX），又名1,3,5-三氧杂环己烷，其用途广泛，不仅可以制备无水甲醛，也是生产聚甲醛（POM）的重要原料，广泛应用于有机化工合成产业。我国对于三聚甲醛的需求一直处于递增状态。三聚甲醛的合成中最重要的是催化剂。催化剂对三聚甲醛的质量、选择性、甲醛的转化率等起决定性的作用。催化甲醛合成三聚甲醛的催化剂有硫酸、超强固体酸、离子液体等。由于硫酸成本较低、活性较高，工业上一般使用液体硫酸作为甲醛合成三聚甲醛的催化剂，但是使用硫酸作为催化剂不仅对反应设备腐蚀严重，而且会产生大量甲酸、甲醇、甲缩醛（DMM）、甲酸甲酯（MF）等副产物，从而降低三聚甲醛的选择性，而且液体催化剂反应后不易于和产物分离。离子液体作为催化剂相比硫酸而言，对设备的腐蚀性较低，副产物较少，可控性强，但是由于其价格昂贵且同样作为液体催化剂与产物分离困难，因此还需寻求性价比更高的催化剂。使用固体酸树脂进行催化可以降低对设备的腐蚀性，同时易于和产物分离，但是固体酸树脂也存在活性中心易脱落、催化剂使用量高、对甲醛的浓度要求高等问题。
MFI分子筛作为如今热门的固体分子筛，具有与产物易分离且结构稳定等优点，被广泛用于三聚甲醛的合成工艺中。但以Al作为活性位点的MFI分子筛仍存在一定的缺陷。因此本书提出了以Ga改性MFI催化剂催化甲醛合成三聚甲醛的反应，通过对MFI分子筛酸性质的调控，探究ⅢA族元素改性MFI催化剂的酸性质对甲醛合成三聚甲醛反应的影响。
在本专著即将付梓之际，我心怀无尽感激，亦深知自身所取得的成果不过是化学浩瀚海洋中的点滴汇聚。
我要诚挚感谢我的导师，是他指引我在研究之路上前行的方向。我要感谢我的伙伴，我们在实验室中并肩作战，那些为了一组精确数据而反复试验的日夜，那些因实验瓶颈而共同苦思冥想的时刻，都因你们的陪伴与支持而充满力量。我们一起见证了化学反应的奇妙变幻，一起攻克了一个又一个技术难关，这份情谊与合作精神，是我学术生涯中无比珍贵的财富。
对于我在研究过程中参考引用其成果的各位化学界同仁，我深表敬意与感谢。你们的研究成果是我研究的重要基石，我站在你们的肩膀上，才得以眺望更远的化学天地。
我深知自己在化学领域的探索仍任重道远，本专著的完成只是一个阶段性的小结。我将带着这份自谦与对化学的热爱，继续在这条充满挑战与惊喜的道路上砥砺前行，期望能为化学学科的发展贡献更多的绵薄之力。

著者
2025年1月