A composite solid electrolyte comprising a Cu-Al bimetallic metal-organic framework(CAB),lithium salt(LiTFSI)and polyethylene oxide(PEO)was fabricated through molecular grafting to enhance the ionic conductivity of th...A composite solid electrolyte comprising a Cu-Al bimetallic metal-organic framework(CAB),lithium salt(LiTFSI)and polyethylene oxide(PEO)was fabricated through molecular grafting to enhance the ionic conductivity of the PEO-based electrolytes.Experimental and molecular dynamics simulation results indicated that the electrolyte with 10 wt.%CAB(PL-CAB-10%)exhibits high ionic conductivity(8.42×10~(-4)S/cm at 60℃),high Li+transference number(0.46),wide electrochemical window(4.91 V),good thermal stability,and outstanding mechanical properties.Furthermore,PL-CAB-10%exhibits excellent cycle stability in both Li-Li symmetric battery and Li/PL-CAB-10%/LiFePO4 asymmetric battery setups.These enhanced performances are primarily attributable to the introduction of the versatile CAB.The abundant metal sites in CAB can react with TFSI~-and PEO through Lewis acid-base interactions,promoting LiTFSI dissociation and improving ionic conductivity.Additionally,regular pores in CAB provide uniformly distributed sites for cation plating during cycling.展开更多
制备了不同Al含量的Al-MCM-41试样,其中Si/Al比值最小为3,即最高含铝量xAl=0.303.X射线粉末衍射（XPD）分析表明样品具有MCM-41的特征结构,氮气吸附研究表明,样品呈现Ⅳ型吸附等温线,具有孔径分布均一的中孔结构.文中还利用27Al MAS NM...制备了不同Al含量的Al-MCM-41试样,其中Si/Al比值最小为3,即最高含铝量xAl=0.303.X射线粉末衍射（XPD）分析表明样品具有MCM-41的特征结构,氮气吸附研究表明,样品呈现Ⅳ型吸附等温线,具有孔径分布均一的中孔结构.文中还利用27Al MAS NMR研究了试样中Al的化学环境,结果表明,即使在高铝含量的情况下,样品中的铝原子仍以四配位结合在MCM-41的硅骨架上,未能检测出骨架外六配位铝的存在.文中还就Al含量对孔结构的影响以及Al-MCM-41形成机理作了讨论.展开更多
Metal-organic framework（MOF） material MIL-53（A1） with high thermal stability was prepared by a solvothermal method,serving as a support material of cerium doped copper catalyst（Ce-Cu）/MIL-53（A1） material for C...Metal-organic framework（MOF） material MIL-53（A1） with high thermal stability was prepared by a solvothermal method,serving as a support material of cerium doped copper catalyst（Ce-Cu）/MIL-53（A1） material for CO oxidation with high catalytic activity.The catalytic performance between the（CuCe）/MIL-53（A1） and the Cu/MIL-53（A1） catalytic material was compared to understand the catalytic behavior of the catalysts.The catalysts were characterized by thermogravimetric-differential scanning calorimetry（TGDSC）,N2 adsorption- desorption,X-ray diffraction（XRD）,and transmission electron microscopy（TEM）.The characterization results showed that MIL-53（A1） had good stability and high surface areas,the（Ce-Cu）nanoparticles on the MIL-53（A1） support was uniform.Therefore,the heterogeneous catalytic composite materials（Ce-Cu）/MIL-53（A1） catalyst exhibited much higher activity than that of the Cu/MIL- 53（A1） catalyst in CO oxidation test,with 100%conversion at 80 ℃.The results reveal that（Cu-Ce）/MIL-53（A1） is the suitable candidate for achieving low temperature and higher activity CO oxidation catalyst of MOFs.展开更多
随着低碳烯烃需求量的增加,甲醇制烯烃(MTO)成为由非石油资源制取低碳烯烃的关键技术,其中沸石由于具有可调节的酸度、有序的微孔结构和较好的择型性能而被广泛用作MTO反应催化剂.ITQ-13沸石(ITH拓扑结构)由于其独特的九元环结构在MTO...随着低碳烯烃需求量的增加,甲醇制烯烃(MTO)成为由非石油资源制取低碳烯烃的关键技术,其中沸石由于具有可调节的酸度、有序的微孔结构和较好的择型性能而被广泛用作MTO反应催化剂.ITQ-13沸石(ITH拓扑结构)由于其独特的九元环结构在MTO反应中表现出较好的丙烯选择性和反应寿命,引起了广泛关注.研究表明,分子筛的酸中心分布与MTO反应性能密切相关,因此,研究ITQ-13沸石中铝分布与MTO反应性能的关系,对进一步提升其MTO催化性能具有重要意义.本文分别以与ITH具有共同基本结构单元(双四元环,D4Rs)的LTA沸石(LTA-ITH)和薄水铝石(C-ITH)为铝源,合成了两类铝硅酸盐ITH沸石.X射线衍射、扫描电子显微镜以及氮气吸脱附表征结果表明,这两类分子筛具有相似的片状形貌和微孔性质.氨气程序升温脱附结果表明,具有相近硅铝比的两类ITH沸石具有相近的酸量.进一步采用27Al魔角旋转核磁共振(MAS NMR)、密度泛函理论计算和1-己烯裂解反应对两类ITH分子筛的铝分布进行研究.结果表明,两类分子筛具有不同的铝分布,LTA-ITH中有更多的铝进入ITH的正弦孔道与直孔道,而C-ITH中有更多的铝分布在交叉孔道.当前,研究者普遍认为MTO反应过程遵循双循环烃池机理,ITH交叉孔道由于具有较大的空间,相比于正弦孔道和直孔道,更有利于芳烃循环中间体的产生,从而有利于形成芳烃循环产物(乙烯),而正弦孔道和直孔道却更有利于烯烃循环过程,导致产生更多的丙烯.对两类ITH进行了MTO催化性能测试,结果表明,LTA-ITH比C-ITH表现出更高的丙烯选择性,并且表现出更高的丙烯与乙烯的比率,表明其烯烃循环过程得到加强,这与^(27)Al MAS NMR以及1-己烯裂解反应得到的结论一致,进一步证明ITH分子筛的铝分布得到有效调控.综上,本文阐明了ITH沸石中铝分布与其反应性能的关系,为调整沸石骨架中的Al位点提供一种新策略,为未来制备高效的MTO沸石基催化剂提供参考.展开更多
用相同物质的量浓度的硝酸铵、柠檬酸以及柠檬酸铵溶液对Naβ沸石进行改性处理得到Hβ沸石;采用XRD、XRF、FT-IR、27Al MAS NMR和29Si MAS NMR等表征手段进行分析。结果表明,采用含羟基的柠檬酸或柠檬酸铵对Naβ沸石进行改性处理,不但...用相同物质的量浓度的硝酸铵、柠檬酸以及柠檬酸铵溶液对Naβ沸石进行改性处理得到Hβ沸石;采用XRD、XRF、FT-IR、27Al MAS NMR和29Si MAS NMR等表征手段进行分析。结果表明,采用含羟基的柠檬酸或柠檬酸铵对Naβ沸石进行改性处理,不但可以提高样品结晶度还可以有效限制骨架铝的脱除;经柠檬酸或柠檬酸铵改性可以使Naβ中的Al(S4R,SiteA)转化成Al(S6R,SiteB),而硝酸铵改性的Naβ沸石中只发现一种骨架四面体;还发现硝酸铵和柠檬酸铵改性Naβ沸石后,少量的骨架铝转化为非骨架铝并存在于孔道内,而经过柠檬酸改性后,这部分非骨架铝被带出孔道。展开更多
用^(29)Si MAS NMR、^(27)Al MAS NMR、XRD及IR等方法对4种不同脱铝方法处理的USY、SSY、US-SSY和DAY的微观结构进行了研究,结合脱铝方法讨论了骨架硅铝的分布以及非骨架硅铝和羟基空穴等的形成和含量不同的原因.发现不同脱铝方法可导...用^(29)Si MAS NMR、^(27)Al MAS NMR、XRD及IR等方法对4种不同脱铝方法处理的USY、SSY、US-SSY和DAY的微观结构进行了研究,结合脱铝方法讨论了骨架硅铝的分布以及非骨架硅铝和羟基空穴等的形成和含量不同的原因.发现不同脱铝方法可导致骨架上不同Si(nAl)单元的脱除.XRD结果表明,SSY经进一步高温水蒸汽处理得到的US-SSY的相对结晶度可高达97％.脱铝后,微孔保留愈多,二次孔越少,相对结晶度愈高.最后对^(29)Si MAS NMR、XRD和IR3种测定骨架单胞铝(N_(Al))_F的结果进行了比较.展开更多
基金supported by the National Natural Science Foundation of China(No.21501015)the Hunan Provincial Natural Science Foundation,China(No.2022JJ30604)Hunan Provincial Key Laboratory of Materials Protection for Electric Power and Transportation,China(No.2022CL01)。
文摘A composite solid electrolyte comprising a Cu-Al bimetallic metal-organic framework(CAB),lithium salt(LiTFSI)and polyethylene oxide(PEO)was fabricated through molecular grafting to enhance the ionic conductivity of the PEO-based electrolytes.Experimental and molecular dynamics simulation results indicated that the electrolyte with 10 wt.%CAB(PL-CAB-10%)exhibits high ionic conductivity(8.42×10~(-4)S/cm at 60℃),high Li+transference number(0.46),wide electrochemical window(4.91 V),good thermal stability,and outstanding mechanical properties.Furthermore,PL-CAB-10%exhibits excellent cycle stability in both Li-Li symmetric battery and Li/PL-CAB-10%/LiFePO4 asymmetric battery setups.These enhanced performances are primarily attributable to the introduction of the versatile CAB.The abundant metal sites in CAB can react with TFSI~-and PEO through Lewis acid-base interactions,promoting LiTFSI dissociation and improving ionic conductivity.Additionally,regular pores in CAB provide uniformly distributed sites for cation plating during cycling.
文摘制备了不同Al含量的Al-MCM-41试样,其中Si/Al比值最小为3,即最高含铝量xAl=0.303.X射线粉末衍射（XPD）分析表明样品具有MCM-41的特征结构,氮气吸附研究表明,样品呈现Ⅳ型吸附等温线,具有孔径分布均一的中孔结构.文中还利用27Al MAS NMR研究了试样中Al的化学环境,结果表明,即使在高铝含量的情况下,样品中的铝原子仍以四配位结合在MCM-41的硅骨架上,未能检测出骨架外六配位铝的存在.文中还就Al含量对孔结构的影响以及Al-MCM-41形成机理作了讨论.
基金Funded by the Guiding Research Project of Hubei Province Department of Education(No.B2016098)
文摘Metal-organic framework（MOF） material MIL-53（A1） with high thermal stability was prepared by a solvothermal method,serving as a support material of cerium doped copper catalyst（Ce-Cu）/MIL-53（A1） material for CO oxidation with high catalytic activity.The catalytic performance between the（CuCe）/MIL-53（A1） and the Cu/MIL-53（A1） catalytic material was compared to understand the catalytic behavior of the catalysts.The catalysts were characterized by thermogravimetric-differential scanning calorimetry（TGDSC）,N2 adsorption- desorption,X-ray diffraction（XRD）,and transmission electron microscopy（TEM）.The characterization results showed that MIL-53（A1） had good stability and high surface areas,the（Ce-Cu）nanoparticles on the MIL-53（A1） support was uniform.Therefore,the heterogeneous catalytic composite materials（Ce-Cu）/MIL-53（A1） catalyst exhibited much higher activity than that of the Cu/MIL- 53（A1） catalyst in CO oxidation test,with 100%conversion at 80 ℃.The results reveal that（Cu-Ce）/MIL-53（A1） is the suitable candidate for achieving low temperature and higher activity CO oxidation catalyst of MOFs.
文摘随着低碳烯烃需求量的增加,甲醇制烯烃(MTO)成为由非石油资源制取低碳烯烃的关键技术,其中沸石由于具有可调节的酸度、有序的微孔结构和较好的择型性能而被广泛用作MTO反应催化剂.ITQ-13沸石(ITH拓扑结构)由于其独特的九元环结构在MTO反应中表现出较好的丙烯选择性和反应寿命,引起了广泛关注.研究表明,分子筛的酸中心分布与MTO反应性能密切相关,因此,研究ITQ-13沸石中铝分布与MTO反应性能的关系,对进一步提升其MTO催化性能具有重要意义.本文分别以与ITH具有共同基本结构单元(双四元环,D4Rs)的LTA沸石(LTA-ITH)和薄水铝石(C-ITH)为铝源,合成了两类铝硅酸盐ITH沸石.X射线衍射、扫描电子显微镜以及氮气吸脱附表征结果表明,这两类分子筛具有相似的片状形貌和微孔性质.氨气程序升温脱附结果表明,具有相近硅铝比的两类ITH沸石具有相近的酸量.进一步采用27Al魔角旋转核磁共振(MAS NMR)、密度泛函理论计算和1-己烯裂解反应对两类ITH分子筛的铝分布进行研究.结果表明,两类分子筛具有不同的铝分布,LTA-ITH中有更多的铝进入ITH的正弦孔道与直孔道,而C-ITH中有更多的铝分布在交叉孔道.当前,研究者普遍认为MTO反应过程遵循双循环烃池机理,ITH交叉孔道由于具有较大的空间,相比于正弦孔道和直孔道,更有利于芳烃循环中间体的产生,从而有利于形成芳烃循环产物(乙烯),而正弦孔道和直孔道却更有利于烯烃循环过程,导致产生更多的丙烯.对两类ITH进行了MTO催化性能测试,结果表明,LTA-ITH比C-ITH表现出更高的丙烯选择性,并且表现出更高的丙烯与乙烯的比率,表明其烯烃循环过程得到加强,这与^(27)Al MAS NMR以及1-己烯裂解反应得到的结论一致,进一步证明ITH分子筛的铝分布得到有效调控.综上,本文阐明了ITH沸石中铝分布与其反应性能的关系,为调整沸石骨架中的Al位点提供一种新策略,为未来制备高效的MTO沸石基催化剂提供参考.
文摘用相同物质的量浓度的硝酸铵、柠檬酸以及柠檬酸铵溶液对Naβ沸石进行改性处理得到Hβ沸石;采用XRD、XRF、FT-IR、27Al MAS NMR和29Si MAS NMR等表征手段进行分析。结果表明,采用含羟基的柠檬酸或柠檬酸铵对Naβ沸石进行改性处理,不但可以提高样品结晶度还可以有效限制骨架铝的脱除;经柠檬酸或柠檬酸铵改性可以使Naβ中的Al(S4R,SiteA)转化成Al(S6R,SiteB),而硝酸铵改性的Naβ沸石中只发现一种骨架四面体;还发现硝酸铵和柠檬酸铵改性Naβ沸石后,少量的骨架铝转化为非骨架铝并存在于孔道内,而经过柠檬酸改性后,这部分非骨架铝被带出孔道。
文摘用^(29)Si MAS NMR、^(27)Al MAS NMR、XRD及IR等方法对4种不同脱铝方法处理的USY、SSY、US-SSY和DAY的微观结构进行了研究,结合脱铝方法讨论了骨架硅铝的分布以及非骨架硅铝和羟基空穴等的形成和含量不同的原因.发现不同脱铝方法可导致骨架上不同Si(nAl)单元的脱除.XRD结果表明,SSY经进一步高温水蒸汽处理得到的US-SSY的相对结晶度可高达97％.脱铝后,微孔保留愈多,二次孔越少,相对结晶度愈高.最后对^(29)Si MAS NMR、XRD和IR3种测定骨架单胞铝(N_(Al))_F的结果进行了比较.
