无机硬模板HMS制备介孔碳工艺

以硅基介孔材料HMS(hexagonal mesoporous silica)为硬模板,以蔗糖为碳源,通过在N2气氛下高温碳化蔗糖,并利用氢氟酸除去模板制成介孔碳.分析了蔗糖填充方法、碳化温度和蔗糖与HMS的质量比对产品介孔碳结构的影响,并利用X衍射衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、低温氮吸附-脱附及傅里叶红外(FT-IR)对样品进行了表征.结果表明,将一定量的蔗糖分两步填入HMS介孔中有利于碳源在模板孔道中均匀分布,有助于有序介孔碳的形成;碳化温度对最终产品碳的结构影响显著,适宜的碳化温度为800℃;蔗糖与HMS的质量比也直接影响产品的结构,两者的质量比过高或过低均难以形成介孔碳,最优比例为1.300∶1;所制成的介孔碳具有蠕虫状结构,比表面积可达2433m2/g.

磷钨酸改性HMS介孔材料的合成及其催化性能

以磷钨酸(HPW)为活性组分,采用负载和弱碱条件下原位合成的方法,对六方介孔硅(HMS)进行改性得到HPW/HMS和HPW-HMS介孔材料,利用XRD、SEM、Py-IR和N_2吸附-脱附对合成的介孔材料进行表征,考察了HPWHMS模板剂脱除方式、HPW含量对催化β-甲氧基萘的乙酰基化反应性能的影响。实验结果表明,与HPW/HMS比较,HPW-HMS介孔材料的结构更稳定,HPW分散更均匀、且不易溶脱、酸性更强;当HPW的质量分数为58%时,HPW-HMS催化β-甲氧基萘乙酰化反应β-甲氧基萘的转化率最高,达65.3%,主产物2-甲氧基-1-萘乙酮的选择性为78.9%;两种介孔材料均可回收再利用,且HPW-HMS循环再利用效果胜于HPW/HMS。

一种新型有机-无机杂化介孔碱性催化材料的合成与表征

通过直接合成方法,制备了胺基功能化的HMS型有机无机杂化介孔碱性催化材料(Amx-HMS).采用粉末X射线衍射分析、透射电镜、氮气吸附-脱附、29Si固体核磁共振、红外光谱和元素分析等方法对合成材料进行了表征.通过典型的2′-羟基苯基甲基酮和苯甲醛缩合制备黄烷酮的反应对其碱催化活性中心进行了表征.

铈改性HMS介孔材料催化乙苯氧化性能研究

以正十二胺(DDA)为模板剂、正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源、硝酸铈铵((NH_4)_2Ce(NO_3)_6)为金属活性组分,采用原位合成法,在45℃下,制备不同含量的金属铈改性的HMS介孔材料(Ce-HMS),对其结构进行X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、N_2吸附-脱附(BET)等一系列表征。以Ce-HMS为催化剂,30%H_2O_2为氧源,冰乙酸为溶剂,催化乙苯氧化合成苯乙酮,探讨了催化剂用量、30%H_2O_2用量、反应时间、反应温度和溶剂种类及用量对乙苯的转化率、苯乙酮的产率及选择性的影响,考查了催化剂的重复使用性。实验结果表明,乙苯催化氧化主要生成苯乙酮,同时产生少量的苯甲酸等副产物。当硝酸铈铵与正硅酸四乙酯摩尔比为0.04,催化剂质量0.1 g,反应温度为100℃,反应6 h,双氧水3 mL,溶剂乙酸为4 mL时,乙苯的转化率达88.8%,苯乙酮产率达到84.6%,选择性为95.3%。催化剂重复使用效果良好。