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流动指示剂法表征固体超强酸强度 被引量:22
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作者 华伟明 陈建民 高滋 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 1995年第6期385-388,共4页
对表征固体超强酸强度的Hammett指示剂方法进行了改进。利用流动吸附装置,增加了样品吸附的指示剂量,使变色更明显,提高了测量准确性。同时对指示剂的溶剂和用量以及样品活化温度等进行了试验,提出了合理的试验条件。用本法... 对表征固体超强酸强度的Hammett指示剂方法进行了改进。利用流动吸附装置,增加了样品吸附的指示剂量,使变色更明显,提高了测量准确性。同时对指示剂的溶剂和用量以及样品活化温度等进行了试验,提出了合理的试验条件。用本法测量的SO_4/ZrO_2,WO_3/ZrO_2和MoO_3/ZrO_2样品酸强度规律,与它们的低温正戊烷异构化反应催化活性规律完全一致。 展开更多
关键词 固体超强酸 催化剂 酸性测定 流动指示剂法
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碱性探针分子在固体超强酸上的程序升温脱附研究 被引量:4
2
作者 华伟明 陈建民 +1 位作者 缪长喜 高滋 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期447-450,共4页
采用TCD和FID色谱检测器,对固体超强酸上吡啶、苯和甲苯的程序升温脱附过程进行了研究,并对液氮温度下收集的脱附产物进行了色谱-质谱分析.结果表明,吡啶、苯和甲苯等探针分子在固体超强酸上发生氧化反应,生成CO_2和SO... 采用TCD和FID色谱检测器,对固体超强酸上吡啶、苯和甲苯的程序升温脱附过程进行了研究,并对液氮温度下收集的脱附产物进行了色谱-质谱分析.结果表明,吡啶、苯和甲苯等探针分子在固体超强酸上发生氧化反应,生成CO_2和SO_2,程序升温脱附数据与样品的酸性和正丁烷异构化反应活性之间并无对应关系. 展开更多
关键词 固体超强酸 吡啶 TPD 甲苯 程序升温脱附
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碳基磺酸化固体酸材料的制备及其催化性能 被引量:30
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作者 周丽娜 刘可 +2 位作者 华伟明 乐英红 高滋 《催化学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2009年第3期196-200,共5页
以蔗糖为原料,浓硫酸为磺酸化试剂制备了碳基磺酸化固体酸材料,考察了其催化对苯二酚烷基化和乙酸乙酯水解反应的性能.结果表明,该催化剂对这两个反应都具有较高的催化活性,在150oC反应4h后,对苯二酚转化率和2-叔丁基对苯二酚收率分别... 以蔗糖为原料,浓硫酸为磺酸化试剂制备了碳基磺酸化固体酸材料,考察了其催化对苯二酚烷基化和乙酸乙酯水解反应的性能.结果表明,该催化剂对这两个反应都具有较高的催化活性,在150oC反应4h后,对苯二酚转化率和2-叔丁基对苯二酚收率分别达到了91%和60%,在60oC反应12h,乙酸乙酯达到了平衡转化率94%.但催化剂稳定性较差,尤其在对苯二酚烷基化反应中失活严重,重复使用一次后,催化剂活性下降超过30%.详细考察了反应温度和溶剂对催化剂稳定性的影响,结果表明,该固体酸在低温的水相或非极性溶剂中较为稳定.通过酸碱滴定、红外光谱和紫外可见光谱等表征手段,对催化剂的失活原因进行了探讨,初步认定催化剂的失活是由于表面磺酸基团在反应过程中脱落所致.催化剂活性可以通过再磺酸化得到恢复. 展开更多
关键词 碳基固体酸 磺酸化 烷基化 水解 稳定性 再生
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MCM-41负载SO_4^(2-)/ZrO_2超强酸的性能研究 被引量:42
4
作者 雷霆 华伟明 +2 位作者 唐颐 乐英红 高滋 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第8期1240-1243,共4页
采用浸渍 -焙烧法制备了 MCM-4 1负载 SO2 - 4 /Zr O2 ( SZ)超强酸催化剂 ,并考察了其织构性质及酸性的变化规律 .结果发现 ,过高的 SZ负载量会引起 MCM-4 1介孔结构的破坏 ,而负载量过低则不能产生超强酸性 .适宜的负载量为 4 0 %左右 ... 采用浸渍 -焙烧法制备了 MCM-4 1负载 SO2 - 4 /Zr O2 ( SZ)超强酸催化剂 ,并考察了其织构性质及酸性的变化规律 .结果发现 ,过高的 SZ负载量会引起 MCM-4 1介孔结构的破坏 ,而负载量过低则不能产生超强酸性 .适宜的负载量为 4 0 %左右 .样品的超强酸性随其 Zr O2 含量的增加而递增 .SZ的引入同时也增加了样品的中强酸酸性和弱酸酸性 ,样品酸性可通过改变 展开更多
关键词 SO^2-4/ZrO2 MCM-41 超强酸催化剂 性能
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γ-Al_2O_3负载Cr促进SO_4^(-2)/ZrO_2固体超强酸研究 被引量:19
5
作者 雷霆 华伟明 +2 位作者 唐颐 乐英红 高滋 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第11期1697-1702,共6页
将 Cr促进的 SO2 - 4 /Zr O2 ( SZ)固体超强酸 Cr-SZ负载于 γ-Al2 O3载体上 ,制成 Cr-SZ/Al2 O3系列固体超强酸 ,利用探针反应考察了其超强酸性、中强酸性和弱酸性的变化情况 .详细研究了样品的比表面、硫含量、 Zr O2 晶化情况及正丁... 将 Cr促进的 SO2 - 4 /Zr O2 ( SZ)固体超强酸 Cr-SZ负载于 γ-Al2 O3载体上 ,制成 Cr-SZ/Al2 O3系列固体超强酸 ,利用探针反应考察了其超强酸性、中强酸性和弱酸性的变化情况 .详细研究了样品的比表面、硫含量、 Zr O2 晶化情况及正丁烷低温异构化反应活性 .结果发现 ,负载后部分 Cr-SZ的正丁烷低温异构化反应活性显著提高 .含铬样品酸强度和脱氢性能的增强对其正丁烷异构化反应活性的提高均有贡献 .样品酸性和脱氢性之间的合适匹配使 Cr-SZ/Al2 O3显示出很高的正丁烷异构化反应活性 . 展开更多
关键词 固体超强酸 氧化铝负载 正丁烷 异构化 催化活性
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CO_2气氛下负载型Cr_2O_3催化剂上乙苯脱氢制苯乙烯反应 被引量:8
6
作者 叶兴南 华伟明 +3 位作者 乐英红 缪长喜 谢在库 高滋 《催化学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2004年第7期581-585,共5页
采用浸渍法制备了负载型Cr2 O3 /Al2 O3 和Cr2 O3 /SiO2 催化剂 ,并考察了催化剂在CO2 气氛下催化乙苯脱氢制苯乙烯反应的活性 .结果表明 ,Cr2 O3 /Al2 O3 的催化活性高于Cr2 O3 /SiO2 .这可能是由于Cr2 O3 在Al2 O3 载体表面的分散度... 采用浸渍法制备了负载型Cr2 O3 /Al2 O3 和Cr2 O3 /SiO2 催化剂 ,并考察了催化剂在CO2 气氛下催化乙苯脱氢制苯乙烯反应的活性 .结果表明 ,Cr2 O3 /Al2 O3 的催化活性高于Cr2 O3 /SiO2 .这可能是由于Cr2 O3 在Al2 O3 载体表面的分散度大大高于在SiO2 表面的分散度 .催化剂的催化活性与Cr2 O3 的负载量有关 ,在w(Cr2 O3) =2 5 %时 ,Cr2 O3 /Al2 O3 的催化活性最高 .CO2 气氛对乙苯脱氢反应有明显的促进作用 ;在CO2 气氛下 ,Cr6+ 展开更多
关键词 乙苯 脱氢 苯乙烯 氧化铬 氧化铝 氧化硅 负载型催化剂 二氧化碳
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引入SiO_2对SO_4^(2-)/ZrO_2超强酸体系的影响 被引量:22
7
作者 张锋 华伟明 高滋 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期909-913,共5页
用共沉淀法和负载法制备了一系列SO2-4/ZrO2-SiO2催化剂,详细研究了添加SiO2对SO2-4/ZrO2超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和异丙苯裂解及异丙醇脱水反应的影响.引入SiO2会延迟ZrO2... 用共沉淀法和负载法制备了一系列SO2-4/ZrO2-SiO2催化剂,详细研究了添加SiO2对SO2-4/ZrO2超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和异丙苯裂解及异丙醇脱水反应的影响.引入SiO2会延迟ZrO2的晶化和晶相转变,减弱SO2-4/ZrO2体系的超强酸性。 展开更多
关键词 固体超强酸性 固体超强酸催化剂 二氧化硅 氧化锆 异丙醇 硫酸 制备 脱水 异丙苯 裂解
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S_2O_8^(2-)处理的ZrO_2固体超强酸上的正丁烷异构化反应 被引量:32
8
作者 夏勇德 华伟明 高滋 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 1999年第12期1325-1331,共7页
首次报道了由浸渍过硫酸根的方式制备固体超强酸.讨论了焙烧温度、浸渍浓度以及ZrO_2前驱体沉淀条件对样品性质的影响,并研究了它们对正丁烷异构化反应性能.实验结果表明,600~650℃焙烧、0.25~0.50mol/LS_2O_8^(2-)浸渍反加沉淀的ZrO_... 首次报道了由浸渍过硫酸根的方式制备固体超强酸.讨论了焙烧温度、浸渍浓度以及ZrO_2前驱体沉淀条件对样品性质的影响,并研究了它们对正丁烷异构化反应性能.实验结果表明,600~650℃焙烧、0.25~0.50mol/LS_2O_8^(2-)浸渍反加沉淀的ZrO_2具有最高超强酸性.与相同条件下制备的SO_4^(2-)/ZrO_2相比,S_2O_8^(2-)/ZrO_2上正丁烷250℃异构化活性是SO_4^(2-)/ZrO_2的2倍,可能是由于它具有较多的中强酸位并具有与SO_4^(2-)/ZrO_2不同的活性位结构. 展开更多
关键词 固体超强酸 正丁烷 异构化 过硫酸根 硫酸根
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溶胶-凝胶法制备用于CO_2气氛下乙苯脱氢反应的高活性Cr_2O_3-SiO_2催化剂 被引量:8
9
作者 李惠云 乐英红 +3 位作者 缪长喜 谢在库 华伟明 高滋 《催化学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2006年第1期4-6,共3页
The Cr2O3-SiO ? catalyst was prepared by a sol-gel method. It displays two times higher catalytic activity for the dehydrogenation of ethylbenzene in the presence of CO2 than the regular SiO2-supported chromia catalys... The Cr2O3-SiO ? catalyst was prepared by a sol-gel method. It displays two times higher catalytic activity for the dehydrogenation of ethylbenzene in the presence of CO2 than the regular SiO2-supported chromia catalyst.The higher amount of Cr 6+ present in the former catalyst accounts for its superior catalytic performance in the dehydrogenation reaction. 展开更多
关键词 氧化铬 氧化硅 溶胶-凝胶法 乙苯 脱氢 苯乙烯 二氧化碳
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Al促进SO_ 4^(2-)/M_xO_y(M=Zr,Ti,Fe)固体强酸的研究 被引量:42
10
作者 夏勇德 华伟明 高滋 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2000年第1期86-91,共6页
合成与表征了三个系列的Al促进固体强酸样品,并研究了对甲苯的苯甲酰化反应性能.实验表明,SO_4^(2-)/ZrO_2,SO_4^(2-)/TiO_2和SO_4^(2-)/Fe_2O_3中引入适量的Al_2O_3,有助于稳定样品表面的含硫物种,增加样品表面的有效酸位,提高样品的... 合成与表征了三个系列的Al促进固体强酸样品,并研究了对甲苯的苯甲酰化反应性能.实验表明,SO_4^(2-)/ZrO_2,SO_4^(2-)/TiO_2和SO_4^(2-)/Fe_2O_3中引入适量的Al_2O_3,有助于稳定样品表面的含硫物种,增加样品表面的有效酸位,提高样品的强酸性和对甲苯的苯甲酰化的反应活性.NH_3吸附微量热结果表明,Al促进样品的强酸性和催化活性的显著提高是由于样品表面的酸位强度分布发生了变化,有利于正丁烷异构化反应和苯甲酰化反应的中强酸位和强酸位的酸量显著增加. 展开更多
关键词 固体强酸 A1促进催化剂 石油炼制 酸催化剂
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KIT-1介孔分子筛的化学修饰及吸附性能 被引量:8
11
作者 李惠云 华伟明 +2 位作者 何其戈 郭金福 乐英红 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1093-1098,共6页
介孔分子筛MCM-41具有较大、可调的孔径和较高的比表面积,其骨架组成具有较强的可调变性.为该材料的应用提供了很大的空间。但全硅MCM-41分子筛在潮湿空气中,即使在室温条件下也会发生水解反应,使其介孔结构遭到破坏。前人已针对MCM... 介孔分子筛MCM-41具有较大、可调的孔径和较高的比表面积,其骨架组成具有较强的可调变性.为该材料的应用提供了很大的空间。但全硅MCM-41分子筛在潮湿空气中,即使在室温条件下也会发生水解反应,使其介孔结构遭到破坏。前人已针对MCM-41分子筛稳定性不足的问题相继合成了稳定性较高的介孔分子筛KIT-1, 展开更多
关键词 介孔分子筛 KIT-1 化学修饰 吸附容量 水热稳定性
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SO_4^(2-)/ZrO_2催化剂上正丁烷异构化反应 被引量:18
12
作者 缪长喜 华伟明 高滋 《催化学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 1997年第1期13-16,共4页
考察了活化温度、反应温度、空速、H2/C4比和载Pt对SO2-4/ZrO2催化剂的正丁烷异构化反应活性和稳定性的影响.较高的H2/C4比可提高SO2-4/ZrO2催化剂的稳定性和稳态活性.催化剂负载Pt后,可降低反应... 考察了活化温度、反应温度、空速、H2/C4比和载Pt对SO2-4/ZrO2催化剂的正丁烷异构化反应活性和稳定性的影响.较高的H2/C4比可提高SO2-4/ZrO2催化剂的稳定性和稳态活性.催化剂负载Pt后,可降低反应原料中的H2/C4比.积炭是造成反应初始阶段催化剂迅速失活的主要原因。 展开更多
关键词 硫酸 二氧化锆 正丁烷 异构化 催化剂 失活
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SO_4^(2-)/ZrO_2和SO_4^(2-)/Al_2O_3-ZrO_2催化剂上的正戊烷反应 被引量:13
13
作者 夏勇德 华伟明 高滋 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期92-96,共5页
研究了添加Al对SO2-4/ZrO2超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和正戊烷反应性能的影响,考察了活化温度、反应温度、Al含量和载Pt对催化剂活性和选择性的影响.SO2-4/Al2O3ZrO2催化剂的酸强... 研究了添加Al对SO2-4/ZrO2超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和正戊烷反应性能的影响,考察了活化温度、反应温度、Al含量和载Pt对催化剂活性和选择性的影响.SO2-4/Al2O3ZrO2催化剂的酸强度与SO2-4/ZrO2基本相当,但超强酸位比后者多,未载Pt时正戊烷反应活性和稳定性明显高于后者.负载Pt后,正戊烷异构化选择性和稳定性大大提高,但Pt/SO2-4/Al2O3ZrO2催化剂的反应活性与Pt/SO2-4/ZrO2相近。 展开更多
关键词 固体超强酸 催化剂 正戊烷 异构化 烷烃
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Al2O3掺杂SO4^2-/SnO2固体酸催化剂上的酯化和酯交换反应 被引量:9
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作者 翟德伟 乐英红 +1 位作者 华伟明 高滋 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1867-1872,共6页
用共沉淀法制备了一系列不同Al2O3掺杂量(0.5%-3.0%,摩尔分数)的SO24-/SnO2催化剂.采用N2吸附、热重(TG)分析、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、漫反射红外光谱(DRIFTS)、拉曼(Raman)光谱、魔角旋转固体核磁共振(27AlMASNMR... 用共沉淀法制备了一系列不同Al2O3掺杂量(0.5%-3.0%,摩尔分数)的SO24-/SnO2催化剂.采用N2吸附、热重(TG)分析、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、漫反射红外光谱(DRIFTS)、拉曼(Raman)光谱、魔角旋转固体核磁共振(27AlMASNMR)对催化剂的结构和织构性质进行了表征,用正丁胺电位滴定法测定了催化剂的酸量,并评价了这些催化剂对月桂酸与甲醇的酯化和三乙酸甘油酯与甲醇的酯交换反应性能.实验结果表明SO24-/SnO2催化剂中掺杂少量Al2O3能明显提高催化活性,这是由催化剂的酸性位增加而引起的,添加Al2O3的摩尔分数为1.0%的催化剂表现出最高的反应活性,在酯化反应中6h后月桂酸转化率高达92.7%,在酯交换反应中8h后三乙酸甘油酯转化率高达91.1%. 展开更多
关键词 固体酸 酯化 酯交换 SO24-/SnO2 Al2O3掺杂
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介孔分子筛的表面硅烷化与疏水性 被引量:10
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作者 李惠云 华伟明 +1 位作者 王绍梅 乐英红 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1124-1128,共5页
用三甲基氯硅烷,二甲基二氯硅烷对全硅介孔分子筛K IT-1进行了有机硅烷化,制备出疏水性介孔分子筛K IT-1。FT-IR图谱显示,硅烷基已接枝到了分子筛孔道表面,XRD和低温N2吸附-脱附表明硅烷化样品仍保持了基体K IT-1完整的介孔孔道结构,但... 用三甲基氯硅烷,二甲基二氯硅烷对全硅介孔分子筛K IT-1进行了有机硅烷化,制备出疏水性介孔分子筛K IT-1。FT-IR图谱显示,硅烷基已接枝到了分子筛孔道表面,XRD和低温N2吸附-脱附表明硅烷化样品仍保持了基体K IT-1完整的介孔孔道结构,但BET比表面积和B JH孔容、孔径均有所下降。硅烷化介孔分子筛表现出较高的抗水解能力(沸水中处理48 h以上仍保持完整的介孔结构)。用三甲基氯硅烷改性的分子筛其疏水性比用二甲基二氯硅烷改性的好,对水溶液中三混甲酚的饱和吸附量为0.512 mmol/g。 展开更多
关键词 介孔分子筛 有机硅烷化 疏水性 抗水解稳定性 废水处理
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Cr/NaZSM-5催化剂上CO_2氧化丙烷脱氢反应 被引量:7
16
作者 张帆 聂颖颖 +3 位作者 缪长喜 乐英红 华伟明 高滋 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期96-101,共6页
以亚微米级NaZSM-5为载体合成了一系列负载型Cr催化剂,采用氮气吸附、XRD、UV-Vis和H2-TPR对Cr/NaZSM-5催化剂的结构和织构性质进行了表征,并评价了催化剂在CO2气氛下的丙烷脱氢性能.硅铝摩尔比为60、Cr质量分数为3%的催化剂具有最高的... 以亚微米级NaZSM-5为载体合成了一系列负载型Cr催化剂,采用氮气吸附、XRD、UV-Vis和H2-TPR对Cr/NaZSM-5催化剂的结构和织构性质进行了表征,并评价了催化剂在CO2气氛下的丙烷脱氢性能.硅铝摩尔比为60、Cr质量分数为3%的催化剂具有最高的反应活性,于550℃反应10 min和8 h后的丙烷转化率分别为48.3%和30.1%,丙烯选择性则分别为86.0%和91.8%.催化剂中的Cr6+含量和反应初活性具有良好的对应关系,表明高Cr6+含量对催化剂表现出高的丙烷脱氢活性是至关重要的.CO2气氛下的丙烯产率明显比氮气气氛下的高,这是由于CO2气氛下催化剂表面有较多量的Cr6+,并且CO2可通过逆水煤气变换反应除去脱氢反应生成的氢. 展开更多
关键词 Cr/NaZSM-5 丙烷 脱氢 丙烯 二氧化碳
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Ga_2O_3催化剂上CO_2气氛中丙烷脱氢反应的研究 被引量:9
17
作者 郑波 华伟明 +1 位作者 乐英红 高滋 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1726-1731,共6页
考察了Ga2O3对于丙烷脱氢和CO2气氛脱氢反应的催化性能.结果表明,Ga2O3具有较高的催化活性,其性能优于传统的Cr2O3脱氢催化剂.催化反应可能经过了一个丙烷异裂的过程,其中CO2是通过逆水煤气反应和Boudouard反应来促进催化剂性能的,在高... 考察了Ga2O3对于丙烷脱氢和CO2气氛脱氢反应的催化性能.结果表明,Ga2O3具有较高的催化活性,其性能优于传统的Cr2O3脱氢催化剂.催化反应可能经过了一个丙烷异裂的过程,其中CO2是通过逆水煤气反应和Boudouard反应来促进催化剂性能的,在高于823K时该促进作用更为明显.催化剂的催化活性和其表面酸密度密切相关,在Ga2O3结构中,四配位Ga3+是其酸位的来源,并通过质子与氧化物的共同作用促进反应进行.催化剂的失活是由于表面的积碳和活性氧的消耗共同造成的.同时还对Ga2O3作为丙烷脱氢反应的催化剂的催化反应机理进行了初步探讨. 展开更多
关键词 GA2O3 丙烷 脱氢 CO2 反应机理
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正戊烷异构化反应表征固体超强酸性 被引量:9
18
作者 高滋 华伟明 +1 位作者 陈建民 唐颐 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 1994年第10期897-902,共6页
详细研究了低温下固体酸催化剂上的正戊烷反应,发现在SO4^2-/MxOy型固体超强酸,HM和HZSM-5沸石表面上正戊烷反应以异构化为主,其反应动力学符合一级可逆反应规律,催化剂的酸强度与正戊烷异构化反应速率常数呈顺... 详细研究了低温下固体酸催化剂上的正戊烷反应,发现在SO4^2-/MxOy型固体超强酸,HM和HZSM-5沸石表面上正戊烷反应以异构化为主,其反应动力学符合一级可逆反应规律,催化剂的酸强度与正戊烷异构化反应速率常数呈顺变关系,由此提出了一种适合于-16<H0<-12的固体酸强度测定方法,解决了该区域内有色样品或高温易分解样品在酸性测量上的难题。 展开更多
关键词 正戊烷 异构化反应 固体超强酸
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孔道三维相互连通锐钛矿TiO_2-SiO_2纳米复合介孔材料的制备及其高光催化活性(英文) 被引量:4
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作者 董维阳 姚有为 +2 位作者 孙尧俊 华伟明 庄国顺 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期846-854,共9页
本文报道一种孔道三维相互连通锐钛矿TiO_2-SiO_2纳米复合介孔材料的制备.该介孔材料是以两维六方有序结构、直孔道、锐钛矿70TiO_2-30SiO_2-950纳米复合介孔材料(于950oC晶化2 h)为前驱体,NaOH为SiO_2的刻蚀剂,通过"在孔壁内造孔&... 本文报道一种孔道三维相互连通锐钛矿TiO_2-SiO_2纳米复合介孔材料的制备.该介孔材料是以两维六方有序结构、直孔道、锐钛矿70TiO_2-30SiO_2-950纳米复合介孔材料(于950oC晶化2 h)为前驱体,NaOH为SiO_2的刻蚀剂,通过"在孔壁内造孔"的方法获得.我们的策略是采用温和的造孔条件,如稀NaOH溶液,合适的温度与固/液比等.采用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)和低温N_2吸附等技术对样品的介孔结构进行了系统表征.结果表明,墙内孔的密度非常高,孔径均一(平均尺寸3.6 nm),且在三维网络高度连通原孔道,但介孔结构仍保持其完整性.锐钛矿纳米晶粒的结晶度和大小在墙内造孔前后基本保持不变.该材料光催化降解罗丹明B(0.303 min^(–1))与亚甲基蓝(0.757 min^(–1))的活性相当高,此活性分别是其母体材料的5.1和5.3倍,甚至是Degussa P25光催化剂的16.5和24.1倍.这充分表明三维连通孔道结构对活性的大幅提高起了关键作用.孔道三维连通式锐钛矿TiO_2-SiO_2纳米复合介孔材料对上述污染物展现出意想不到的高降解活性,显著高于迄今已报道的金属氧化物基介孔材料对上述污染物的降解活性.更重要的是,该光催化剂具有相当高的稳定性和重复使用性.相信,本方法将为具有超高性能的孔道三维相互连通其它金属氧化物基介孔材料的制备铺平了道路.小角XRD结果表明,母体材料的孔道是两维六方有序结构,在孔壁内造孔之后,样品原有的介孔结构仍保持其规整性.宽角XRD结果显示,二氧化钛的晶相是锐钛矿,晶粒尺寸为10.8 nm.造新孔之后,锐钛矿纳米晶粒的结晶度和大小与母体样品的相比变化不大.TEM结果显示,母体样品的孔壁内没有孔.孔道是两维六方有序排列的直孔道,孔径大小均一(平均尺寸4.1 nm).高分辨透射电镜(TEM)观察揭示,锐钛矿纳米晶粒(平均大小11.3 nm)在孔壁内随机排列,并与无定形SiO_2纳米颗粒相互连接,相间共存,形成类似"砖块-水泥砂浆"砌成的孔壁,这种独特的复合骨架结构赋予其很高的稳定性.当一些SiO_2纳米颗粒被去除之后,TEM观察显示,孔壁内有密集分布的孔,这些孔取向随机,并在三维方向连通原孔道,但介孔骨架结构仍保持其完整性.墙内孔的大小范围很窄(3.1-4.3 nm),平均大小为3.6 nm.高分辨TEM观察显示,锐钛矿晶粒大小与母体材料内的相比基本未变.上述结果与XRD结果一致.低温N_2吸附表征结果显示,母体样品内只有一种孔道,孔径为4.0 nm.去除部分SiO_2后的样品内有两种孔道,孔径分别是3.4和4.1 nm.这些结果与TEM的观察吻合.罗丹明B与亚甲基蓝在造孔前后样品内扩散速率评价结果显示,其在三维连通孔道内的扩散速率很高,大约是其母体材料内的5倍以上.这表明相互连通的孔道网络结构非常有利于客体分子在其内扩散.光催化降解性能评价结果显示,罗丹明B与亚甲基蓝在相互连通孔道内降解的速率相当高,分别是其在不连通孔道内的5.1和5.3倍.这充分证明孔道三维相互连通对活性的大幅提高起了关键作用.我们对材料的稳定性和重复使用性作了评价,经过10次循环使用孔道三维相互连通锐钛矿TiO_2-SiO_2纳米复合介孔材料,其吸附与光催化降解罗丹明B的性能变化不大.这充分证明本文制备的孔道连通复合介孔材料的性能是相当稳定的和可重复使用的.该方法可用于制备具有超高性能的孔道三维相互连通其它金属氧化物基介孔材料,如Nb_2O_5,Ta_2O_5等. 展开更多
关键词 二氧化钛 二氧化硅 纳米复合介孔材料 三维连通式介孔结构 光催化降解 有机污染物
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改性Y沸石的孔结构与催化性能 被引量:5
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作者 唐颐 华伟明 高滋 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 1992年第5期595-601,共7页
测定了不同方法改性的Y沸石样品的N_2吸附和脱附等温线,并计算了样品的微孔、大孔和二次孔的孔容和表面积,以及样品的二次孔分布,证实改性方法对样品的孔结构有显著的影响。同时,还考察了不同尺码探针分子在改性Y沸石样品上的酸催化反... 测定了不同方法改性的Y沸石样品的N_2吸附和脱附等温线,并计算了样品的微孔、大孔和二次孔的孔容和表面积,以及样品的二次孔分布,证实改性方法对样品的孔结构有显著的影响。同时,还考察了不同尺码探针分子在改性Y沸石样品上的酸催化反应活性,将所得数据与样品的酸量、酸强度和二次孔容相关联,取得了满意的结果。说明对大尺码反应分子,改性过程中生成的大孔径二次孔,对提高沸石催化剂的反应活性是有利的。 展开更多
关键词 Y沸石 孔结构 酸催化反应
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