多级孔锰/铌复合催化剂的合成及纯水中催化氧化5-羟甲基糠醛研究

采用模板法,在相对温和的条件下成功合成了一系列Nb/Mn-x多级孔铌/锰复合催化剂。使用XRD、FTIR、SEM、XPS和接触角测量等技术对样品进行表征,以确定其形态和亲水/疏水特性,同时也确认了Mn元素的负载并分析了其存在的价态。结果表明,大孔被成功引入了介孔磷硅酸铌中,制备出了多级孔磷硅酸铌载体,并在其上成功地均匀负载了Mn元素。Mn元素以γ-MnO2晶相和Mn2 、Mn3 以及Mn4 等价态形式存在。催化剂的表面疏水性随Mn负载量的升高呈现先升高后降低的趋势。这些催化剂在使用纯水作为溶剂将5-羟甲基糠醛转化为2,5-呋喃二甲醛和5-甲酰基呋喃-2-羧酸方面表现出良好的催化效率。其中,Nb/Mn-0.045取得了最佳的催化性能。在最佳反应条件下(140˚C, 3.5 h),2,5-呋喃二甲醛收率和选择性分别达到最大值7%和28.5%,对于5-甲酰基呋喃-2-羧酸而言,收率在160℃,3.5 h的条件下达到最大5.79%,5-羟甲基糠醛转化率为33.15%。研究结果表明适宜的Mn元素负载量、反应温度与反应时间对催化效率至关重要。此外,Nb/Mn-0.045表现出一定的可回收性。

^(93)Nb核磁共振研究铌酸纳米棒的水热晶化机理

氧化铌(Nb_(2)O_(5))及其水合物铌酸(Nb_(2)O_(5)·n H_(2)O)代表了一类重要的多相催化剂,然而其水热合成过程和机理尚不明确.本文采用^(93)Nb NMR,结合X射线粉末衍射、透射电镜等技术和量化计算,研究了以草酸铌铵为前驱体水热生成铌酸纳米棒的晶化过程.结果表明草酸铌铵水热晶化过程中发生了水解-聚合反应,先是草酸铌铵水解,接着铌氧单体之间发生缩水聚合反应,最终生成了层内无序、层间有序结构的固体铌酸纳米棒.晶化过程符合“液相成核”机理,层状结构铌酸纳米棒在180℃下1 h内即可生成,后续水热处理并未使其明显长大,新的固体产物不断由溶液中独立生成.

硼酸改性介孔Nb_(2)O_(5)的合成和水中催化葡萄糖制备5-羟甲基糠醛研究

利用浸渍法对制备的介孔Nb_(2)O_(5)进行了硼酸掺杂改性,并对制备的催化剂进行了XRD、N 2吸脱附和11B固体NMR表征。结果表明掺杂的硼酸被均匀负载在了多孔Nb_(2)O_(5)表面,生成了内层的四配位硼和外层的三配位硼。将制备的样品用于纯水中多相催化葡萄糖制HMF,考察了反应时间、温度和硼酸负载量对催化反应活性和选择性的影响,结果表明,对Nb_(2)O_(5)进行硼酸改性可以提高催化活性。随着硼酸负载量的增加,酸性先增强后减弱,HMF选择性先升高后降低,中等强度的酸性最利于葡萄糖生成HMF。

用固体核磁共振谱定量研究脱铝HY分子筛中碱“诱导”的Brnsted酸性位

用氘代吡啶和三甲基膦(TMP)作为碱性探针分子,用1H和31P魔角旋转(MAS)NMR谱对脱铝和未脱铝微孔HY分子筛中的Br#nsted酸(B酸)进行了定量研究.发现在脱铝HY中,吸附探针分子后的B酸量比吸附前的要多,而在未脱铝的HY样中,吸附吡啶分子前后测得的B酸量基本一致,证实了在微孔分子筛中存在碱“诱导”B酸位,即靠近铝的端位SiOH能在碱性探针分子的诱导下形成桥式羟基(SiOHAl).对这种碱“诱导”B酸位的形成机制进行了讨论.

固体酸催化大豆油脱臭馏出物甲酯化工艺研究

采用溶胶-凝胶和浸渍法制备了SO2-4/TiO2-SiO2固体酸催化剂,利用其对大豆油脱臭馏出物进行甲酯化。研究了TiO2-SiO2载体焙烧温度、浸渍用硫酸浓度、浸渍时间对催化剂活性的影响,以及催化剂用量、醇油比、反应温度和反应时间对酯化率的影响。得到了最佳反应条件为载体焙烧温度550℃,浸渍用硫酸浓度2.5 mol/L,浸渍时间12 h,催化剂用量5%(以大豆油脱臭馏出物质量计),醇油比1.5∶1(甲醇与大豆油脱臭馏出物体积质量比),反应温度65℃,反应时间4 h。在最佳条件下,酯化率达到96.5%。

POSS纳米复合物链运动的固体NMR研究

利用固体NMR技术、并结合TEM技术研究了POSS掺杂到不同聚合物体系后POSS复合物的链段运动及结构特点,其中聚合物包括聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA).实验结果表明:POSS能很好的分散在这2种聚合物中,形成纳米结构的复合物;其中POSS在PBMA中形成的复合物表现出较强的链段运动性,而在PMMA中则表现出较低的运动性;同时,2D HETCOR的结果表明这2种聚合物本身结构特点不同,POSS/PBMA复合物中聚合物部分与POSS部分间的距离较近,而在POSS/PMMA中则较远.

TPA/TiO_2-SiO_2的制备及在潲水油预酯化工艺中的应用

采用水解和浸渍的方法制备高活性的磷钨酸(TPA)负载型催化剂TPA/TiO_2-SiO_2,用于高酸值潲水油中的预酯化研究。通过热重、N_2吸附-脱附及XRD衍射分析等表征可知,TPA/TiO_2-SiO_2的热稳定性好、比表面积大。以潲水油的酸值变化率为指标,考察催化剂用量、反应时间和醇油比等因素对脂肪酸转化率的影响;结合正交试验,确定最佳工艺条件:TPA负载量为40%,载体焙烧温度为600℃,催化剂用量为5%,反应时间为5 h,醇油质量比为0.8:1。在此条件下,FFAs的转化率可以达到98.3%。由重复性试验可知,TPA/TiO_2-SiO_2的可重复使用2次。

关于激发物理化学课程学习兴趣的几点思考

物理化学在所有基础化学中是学生感觉到比较难学的一门课程。其概念较抽象,理论性较强,但又是一门重要的必修课。使课程讲授得生动形象、深入浅出,提高学生的学习兴趣,提高教学质量,一直是物理化学课程长期以来研究的热点问题。文章从优化教学内容;增加教学过程的趣味性;合理利用多媒体手段与网络课堂等几个方面探讨了激发学生对物理化学课程学习兴趣的方法。