MCM-41/NH_(2)-MIL-101(Fe)复合材料的制备及其光催化还原CO_(2)性能

采用水热法将分子筛MCM-41与光催化剂NH_(2)-MIL-101(Fe)复合制备了MCM-41/NH_(2)-MIL-101(Fe)复合光催化剂(NMM),用于光催化还原CO_(2)。借助XRD、BET、SEM-EDS、UV-Vis DRS、PL、XPS等分析手段对催化剂的微观结构进行详细的分析和表征,解析了催化剂理化性质对催化活性的影响,明确了在NH_(2)-MIL-101(Fe)催化剂中掺杂MCM-41对CO_(2)还原为甲酸产量提升有积极作用。实验结果表明,在光照5 h后,在水溶液中未添加牺牲剂的条件下,10%MCM-41添加量的10%NMM将CO_(2)还原为甲酸的产量为109.11μmol/g,是纯NH_(2)-MIL-101(Fe)的5倍(21.78μmol/g);添加牺牲剂TEOA后10%NMM的甲酸产量为132.78μmol/g,是纯NH_(2)-MIL-101(Fe)的4倍(33.67μmol/g)。催化剂在2种溶液体系中重复使用3次后,仍保持很高的催化活性。

CoFe_(2)O_(4)/MCM-41催化剂的制备及其光催化降解亚甲基蓝性能

采用水热法将纳米CoFe_(2)O_(4)与MCM-41介孔分子筛复合,制备了CoFe_(2)O_(4)/MCM-41光催化剂。通过TG-DTA,XRD,SEM,N2吸附-脱吸等方法对制备的催化剂进行表征,并以亚甲基蓝染料废水为研究对象,考察了催化剂光催化降解亚甲基蓝的性能。实验结果表明,CoFe_(2)O_(4)/MCM-41催化剂仍具有介孔材料的孔道结构,CoFe_(2)O_(4)纳米粒子在分子筛孔道或表面均匀分散,呈现尖晶石结构,使CoFe_(2)O_(4)/MCM-41复合催化剂具有良好的催化活性。CoFe_(2)O_(4)/MCM-41复合催化剂(Co与Si摩尔比为1∶1)在初始染料质量浓度为10 mg/L、溶液pH=7、可见光照射的条件下,2 h内对亚甲基蓝降解率达到98.3%,降解速率符合一级反应动力学。CoFe_(2)O_(4)/MCM-41重复使用5次后,亚甲基蓝的降解率仍可达到86.6%。

复合材料TiO_(2)/MCM-41光催化降解四环素的研究

以粉煤灰为主要原料,采用水热合成法制备粉煤灰基MCM-41分子筛,并以此为载体,制备不同TiO_(2)质量分数的TiO_(2)/MCM-41复合材料,采用XRD、XPS、SEM和UV-Vis DRS等对材料进行表征,结果表明,MCM-41分子筛的介孔孔道为TiO_(2)生长提供了良好环境并有效阻止了TiO_(2)晶粒的团聚,使之形成均匀的晶粒,减小粒径长度产生吸收带蓝移。将其作为催化剂用于对四环素(TC)的催化降解研究,考察了催化剂投加量、TC初始质量浓度及初始pH等对光催化反应的影响。结果表明,TiO_(2)质量分数为32%的催化剂在pH为6.8、催化剂投加量为0.2 g/L和TC初始质量浓度为30 mg/L时的催化效果最优,TC的降解过程符合拟二级动力学方程。

MCM-41负载SO_4^(2-)/ZrO_2超强酸的性能研究

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

MCM-41的化学修饰及其对Cu^(2+)的吸附性能

为了改善介孔分子筛MCM-41的吸附性能,通过两步化学反应依次用3-氨丙基三乙氧基硅烷和一溴代乙酸对其进行化学修饰.采用扫描电镜、接触角、红外光谱等方法对功能化前后的介孔分子筛进行表征.同时,以铜离子为目标污染物,考察了pH值、吸附时间和初始质量浓度对吸附剂吸附性能的影响,探讨了介孔吸附剂对Cu2+的等温吸附特征.实验结果表明:经过羧基化表面修饰后,介孔吸附剂吸附50mg/LCu2+溶液的最佳pH值为6、平衡吸附时间为40min,吸附剂对Cu2+的等温吸附曲线符合经典的Langmuir模型和理论的Freundlich模型,理论最大吸附量为38.46mg/g.

TiO_2-CdS-MCM-41复合纳米材料的合成和表征

利用γ-巯丙基三甲氧基硅烷及表面预吸附水解技术在MCM-41介孔分子筛孔道内部以化学键合的形式依次引入了CdS和TiO2纳米粒子.紫外-可见吸收光谱结果表明,借助于巯基的络合能力,MCM-41能有效地从反胶束中萃取CdS纳米粒子.利用小角XRD谱图成功地跟踪观察到了MCM-41介孔分子筛随纳米粒子的引入而产生的孔径变化.

TiO_2修饰的介孔分子筛MCM-41的合成、表征及光催化性研究

首次以三种不同的含钛有机物为氧化钛的前驱体,合成了三种TiO_2呈单层分散状态的TiO_2修饰的介孔分子筛MCM-41,并以XRD,FT-IR,液氮温度下N_2吸附-脱附曲线,固体UV-vis漫反射等表征手段对其结构特征和氧化钛分散状态进行了研究.TiO_2在介孔分子筛MCM-41孔道中分散,MCM-41仍能保持骨架结构,没有品相TiO_2生成;TiO_2与MCM-41孔道表面的≡Si—OH以化学键连接,生成Si—O—Ti键;TiO_2在MCM-41内孔壁呈均匀单层分散状态;TiO_2粒子的减小使其对紫外光的吸收发生明显的蓝移现象.并以苯酚降解反应为模型检验合成的具有光催化性的TiO_2修饰的MCM-41的光催化活性.

基于MCM-41模板制备β-MnO_2纳米纤维及其催化降解亚甲基蓝染料

以介孔氧化硅材料MCM-41为模板,硝酸锰为锰源,通过浸渍、450℃焙烧4 h得到Mn-MCM-41,用NaOH溶液溶解除去氧化硅模板得到锰氧化物,采用XRD,HRTEM和N2吸附-脱附等测试技术对产物进行了表征.结果表明,所得产物是纯相的β-MnO2纳米纤维,直径小于3 nm.纳米纤维之间有序排列组成类似MCM-41模板的介孔结构,其比表面积达到136.5 m2/g.将所制备的β-MnO2纳米纤维用于催化过氧化氢氧化分解质量浓度为60 mg/L的亚甲基蓝(MB)模拟染料废水,经100 min反应后,亚甲基蓝水溶液脱色率达到97.59%.所制备的催化剂对降解处理高浓度亚甲基蓝溶液,具有降解脱色率高和反应速度快等优点.

Pt对Ni_2P/MCM-41催化剂加氢脱硫性能的影响

以MCM-41为载体,采用程序升温还原法制备了含有少量Pt的Ni-P/MCM-41催化剂,并用氢气程序升温还原(H2-TPR)、X射线衍射(XRD)、N2吸附比表面积、X射线光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)对催化剂的结构和性能进行了表征.考察了P/Ni摩尔比及Pt含量对Ni-P/MCM-41催化剂催化二苯并噻吩(DBT)加氢脱硫(HDS)性能的影响.结果表明,Pt能降低Ni2P催化剂的还原温度,并有助于Ni2P相的生成,抑制团聚现象,提高催化剂的HDS活性.当Pt的质量分数为0.6%,P/Ni摩尔比为2时,催化剂具有最佳加氢脱硫活性,在340℃,3.0 MPa,氢油体积比为500,质量空速(WHSV)为2.0 h-1的条件下,二苯并噻吩转化率为100%,且催化剂加氢脱硫活性在120 h内基本保持稳定.

13X微孔沸石和MCM-41介孔材料的合成及用于处理含Cd^(2+)废水

以天津蓟县钾长石矿粉为主要原料,经选矿、煅烧、水热处理等工艺成功合成了13X微孔沸石．以气相氧化硅、氢氧化钠、十六烷基三甲基溴化铵等为主要原料,在水热条件下合成了MCM-41有序介孔材料．采用XRD和N_2吸附-脱附等手段对合成的13X沸石和MCM-41介孔材料的物相、比表面积、孔径、孔体积等进行了分析对比．在此基础上,对13X沸石和MCM-41介孔材料处理含Cd^(2+)废水的效果和机理进行了对比研究,确定了不同分子筛用量、不同初始pH值、不同混合时间下13X沸石和MCM-41介孔分子筛对水中Cd^(2+)的吸附率和吸附量．研究发现,尽管MCM-41的比表面积和孔径远大于13X沸石,但其对水中Cd^(2+)的处理效果却低于13X沸石,这与13X沸石和MCM-41的孔道结构类型、化学组成、表面荷电性质等有关．

五乙烯六胺(PEHA)改性MCM-41的制备及其CO_2吸附性能

采用浸渍方法将有机胺五乙烯六胺(PEHA)负载在介孔分子筛MCM-41的孔道表面进行改性,合成一种新型CO_2吸附剂MCM-41-PEHA。运用X射线粉末衍射法(XRD)、低温N_2吸附/脱附法(BET)和热重分析法(TGA)等手段表征了吸附剂改性前后样品的结构特征及其热物理性质,并通过固定床吸附实验,对MCM-41-PEHA吸附CO_2的性能进行研究。结果表明:经过PEHA改性后,MCM-41-PEHA吸附剂仍具有MCM-41规则均一的孔道结构;随着PEHA负载量在孔道内的增加,吸附剂的比表面积和孔体积随之相应下降。在75℃下,MCM-41-PEHA的吸附量随PEHA负载量的增加而显著上升,其中当PEHA负载量为60%(质量分数)时,吸附剂在75℃和100 kPa(CO_2分压)下吸附量最高。吸附/脱附循环稳定性实验表明:PEHA改性的MCM-41分子筛吸附剂在5次吸附/脱附循环吸附操作下,CO_2吸附量基本保持不变,吸附剂性能稳定。

EDTA修饰MCM-41的合成及其对水中Cu^(2+)的吸附研究

采用微波法合成了介孔分子筛氨丙基修饰的MCM-41(MCM-41-(CH2)3NH2),将其与EDTA反应,制得MCM-41-(CH2)3NH2-EDTA,利用XRD、FT-IR、低温N2吸附对其进行了表征,并考察了其对水中Cu2+的吸附性能及材料的化学稳定性。结果表明,产物在弱酸弱碱条件下稳定存在,且有较大的吸附量,在适宜条件下吸附符合Langmuir模型,最大吸附量为33.22mg/g,吸附半衰期为2.04min。最后对其吸附Cu2+的机理进行了分析。

改性MCM-41的制备及其吸附Cr_2O_7^(2-)的热力学研究

以微硅粉为硅源,CTAB和PEG-6000为模板剂,采用水热法制备得到MCM-41介孔分子筛。以该MCM-41为载体,采用后接枝法将巯丙基三甲氧基硅烷引入到MCM-41的表面和孔道内,合成了巯基功能化的MCM-41介孔分子筛(SH-MCM-41),并采用XRD、N2吸附-脱附曲线和FT-IR对样品进行了表征。以巯基功能化的样品为吸附剂,对含Cr2O2-7的溶液进行了静态吸附实验,研究了pH值和初始浓度对吸附剂吸附性能的影响,探讨了吸附过程的热力学。结果表明,吸附剂吸附量随初始浓度和温度升高而增加,当pH值为1时吸附容量最大,达25.5mg/g。不同温度下Langmuir方程均呈现很好的拟合度,热力学平衡方程计算得ΔG<0,ΔH=14.2kJ/mol,ΔS>0,表明该吸附过程是自发的、吸热、熵增加的过程。

以水合Al_2O_3为基体合成MCM-41/γ-Al_2O_3复合材料

以γ-Al2O3的水合产物薄水铝石为基体,以十六烷基三甲基溴化铵(CTMABr)为模板剂,以水玻璃为硅源,采用原位合成方法水热制备了高热稳定性的MCM-41/γ-Al2O3复合材料。考察了γ-Al2O3的水合时间、水合温度和MCM-41合成母液的pH值、晶化温度等对复合材料中MCM-41性质的影响。对γ-Al2O3的水合产物和复合材料进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和低温N2吸附表征。结果表明,提高水合温度或延长水合时间,γ-Al2O3逐渐水合为尺寸均一的条状薄水铝石,且其孔径增大;以薄水铝石为基体合成的MCM-41/γ-Al2O3复合材料中MCM-41的相对结晶度增加,热稳定性显著改善;MCM-41/γ-Al2O3复合材料较佳的合成条件为:γ-Al2O3的水合时间24h,水合温度150℃,合成母液的pH值11.0,晶化温度150℃。薄水铝石在合成母液中的溶解性是影响复合材料中MCM-41性能的主要因素。

MCM-41/γ-Al_2O_3复合材料的合成和表征

采用在-γAl2O3表面附晶生长的方法合成了MCM-41/-γAl2O3复合材料,考察了表面活性剂用量、投料硅铝比、合成母液pH值等对复合材料中MCM-41结晶度的影响。结果表明,在n(CTMABr)/n(SiO2)大于0.32、硅铝比大于4.68及合成母液pH值为10.5的条件下,合成的MCM-41/-γAl2O3复合材料中MCM-41的结晶度接近Si-MCM-41。X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和低温N2吸附脱附表征结果表明,MCM-41/-γAl2O3是由MCM-41生长于-γAl2O3的表面而形成的复合材料。MCM-41/-γAl2O3复合材料中的MCM-41具有较高的热稳定性。

超临界CO_2方法制备环氧树脂/纳米介孔MCM-41复合材料

采用超临界方法先将环氧树脂低聚物引入介孔MCM-41的一维孔道内,再与基体溶液共混,制备出环氧树脂/MCM- 41纳米复合材料．研究了复合材料的拉伸性能与填充复合颗粒含量的关系．结果表明,超临界的方法确实可将环氧树脂低聚物分子链引入到MCM-41的孔道,并占据孔道的绝大多数空间．环氧基团进入介孔的孔道中并使孔口处的环氧基团与基体环氧产生了较强的界面相互作用,增加了两者的相容性．填充含量较低的复合颗粒就能提高复合材料的拉伸性能．

Na_2CO_3/MCM-41型固体碱催化制备生物柴油

以MCM-41为载体负载Na2CO3制备Na2CO3/MCM-41型酯交换催化剂,用于催化大豆油制备生物柴油。并研究了催化剂用量、反应物的摩尔比、反应温度和反应时间等因素对该反应的影响。结果表明,最佳反应条件是n(甲醇)∶n(大豆油)=16∶1,催化剂用量为大豆油质量的3%,反应温度为60℃,反应时间为3 h条件下,酯交换转化率可达35%以上。

MCM-41负载Lewis酸催化合成2-甲基吲哚

以苯肼和丙酮为原料,在负载有各种Lewis酸的MCM-41分子筛催化下采用Fischer吲哚合成法合成2-甲基吲哚,在比较了AlCl3/MCM-41、ZnCl2/MCM-41和FeCl3/MCM-41对反应的选择性和收率后发现,负载量为4mmol/g的ZnCl2/MCM-41具有对反应较好的选择性,目标产物收率达到了76.2%。

SiO_2载体表面原位合成MCM-41的结构特征

以溶液硅源和表面硅源两种合成路线在SiO2颗粒表面进行了MCM-41的原位合成,结果发现以两种方式均可得到MCM-41的有序结构。溶液硅源原位合成MCM-41的长程结构较好,两种硅源原位合成的MCM-41均能够在脱除模板剂过程中保持其长程有序结构。表面硅源原位合成MCM-41的孔径分布较窄,最可几孔径为3.81nm。本文还考察了OH/CTABr及SiO2/OH比对表面硅源原位合成MCM-41长程结构特征的影响。

超临界CO_2制备TiO_2 MCM-41介孔分子筛及光催化性能研究

在超临界二氧化碳(SC-CO2)溶媒中,以钛酸四丁酯为前驱体,利用超临界溶媒的高传质性能将钛的前驱体运送到硅基分子筛MCM-41的内壁,合成了TiO2MCM-41介孔分子筛催化剂。X-射线粉末衍射和傅立叶变换红外谱图等结果表明:二氧化钛可以很好地负载在介孔结构中并保持了原来的孔道结构。以甲基橙为模拟污染分子,紫外灯为光源,研究了催化剂用量、初始溶液pH值等条件对甲基橙脱色率的影响。该合成步骤简单,材料性能优异,具有推动光催化材料污染控制和环境修复工业化的潜力。