中性条件Fe/Cu-MCM-41光催化活化H_(2)O_(2)/PDS的构-效关系

本文在室温下制备了Fe-MCM-41和Cu-MCM-41,利用XRD、BET、SEM和TEM等手段对催化剂进行了表征.选取金橙Ⅱ为探针分子、H_(2)O_(2)和PDS作为氧化剂,构建了多相光催化氧化体系,研究中性条件下Fe-MCM-41和Cu-MCM-41光催化活化H_(2)O_(2)和PDS的构-效关系.结果表明,Fe-MCM-41为同晶替换型催化剂,Cu-MCM-41为同晶替换和CuO孤岛共存型催化剂.中性条件下,H_(2)O_(2)受空间位阻和电性排斥影响小,能被Fe-MCM-41孔道内外铁离子高效光催化产生·OH,但难以被Cu-MCM-41中同晶替换和孤岛的铜离子高效光催化;PDS由于受到空间位阻和电性排斥的影响,难以进入Fe-MCM-41和Cu-MCM-41孔道之中,但Cu-MCM-41表面和孤岛上的铜离子能高效光催化PDS产生^(1)O_(2)和SO_(4)^(−·)·UV+H_(2)O_(2)体系中加入Fe-MCM-41,金橙Ⅱ的脱色速率提升了52.9%,反应180 min时体系矿化率从43%提高到了57%;UV+PDS体系中加入Cu-MCM-41,金橙Ⅱ的脱色速率提升了38.7%,反应180 min时体系矿化率从48%提高到了76%.本研究为介孔分子筛光催化剂的开发利用提供理论依据.

Cu-Al-MCM-41的制备及催化合成二苯甲烷的研究

采用等体积浸渍法制备了Cu(5%)-Al-MCM-41分子筛催化剂,在固定床连续反应器中以苯和苯甲醇为反应物合成二苯甲烷。考察了焙烧温度和焙烧时间对Cu(5%)-Al-MCM-41催化性能的影响以及反应条件对二苯甲烷合成反应的影响。利用XRD、N_(2)吸附-脱附和NH_(3)-TPD等表征手段对制备的分子筛催化剂进行分析,结果表明,焙烧温度为550℃、焙烧时间为6 h制备的催化剂织构性质较好。苯和苯甲醇反应合成二苯甲烷适宜的反应条件为:剂油质量比为1∶3、反应压力为1 MPa、反应温度为110℃、体积空速(GHSV)为1.5 h^(-1),在此条件下苯甲醇的转化率为98.15%,二苯甲烷收率为88.45%。

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。

复合材料MnO_(2)/MCM-41对放射性废水中Sr^(2+)的去除

采用一锅法制备MnO_(2)/MCM-41复合材料,探究其对放射性废水中Sr^(2+)的去除。通过SEM、BET、FT-IR对复合材料进行了表征。探究MnO_(2)和MCM-41的质量比、pH、吸附时间、竞争离子效应等参数对其吸附性能的影响。结果表明,复合材料能迅速吸附水中Sr^(2+),并在120 min达到吸附平衡,最大吸附容量为85.46 mg/g。MnO_(2)和MCM-41的质量比为4∶1时复合材料具有最高的吸附容量,在pH为4~9范围内复合材料具有较高的吸附性能,此外复合材料在Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)存在的情况下依然保持良好的吸附容量,抑制吸附能力遵循Na^(+)<K^(+)<Mg^(2+)<Ca^(2+)的排序。吸附动力学分析伪二级模型比伪一级模型更能拟合吸附数据,说明化学吸附在吸附过程中占主导地位。所制备的MnO_(2)/MCM-41新型复合材料用于去除放射性废水中的Sr^(2+)具有吸附迅速、吸附容量大、选择性强、能够大规模制备等优点,这使得其有望在含Sr^(2+)放射性废水处理领域发挥重要作用。

磷对TiO_(2)/MCM-41催化环己胺无溶剂氧化制备环己酮肟的调变作用

采用液相水解法制备了TiPO/MCM-41系列催化剂,通过BET、FT-IR、XRD、XPS、SEM和TEM技术对催化剂的结构和组成进行了表征,进一步研究了其在环己胺无溶剂氧化制备环己酮肟中的催化性能,并探讨了环己胺液相氧化的催化机理.结果表明,TiPO/MCM-41表面的钛羟基是催化氧化环己胺的活性中心,当反应温度为90℃、压力为1.0 MPa、时间为5 h和催化剂用量为0.3 g时,胺转化率为59.0%,肟选择性为87.9%,显示出不错的催化活性和重复使用性,为环己酮肟的高效制备提供了一种绿色路线,有一定的工业应用潜力.

MCM-41介孔分子筛的合成及其研究现状

MCM-41分子筛是M41S系列有序介孔材料的一个分支,是一种新型的纳米结构材料。MCM-41具有比表面积大、耐腐蚀性、吸附量大等特点,因此在光催化、生物材料等领域有着广泛的应用和发展潜力。以碳原子数大于6的长链表面活性剂为模板剂,在液晶模板、协同作用、中性模板剂、层状中间相转换等合成机理下,可制备得到介孔分子筛MCM-41。MCM-41有序介孔材料具有稳定的二氧化硅结构,孔壁薄,表面结构规整,有规则的孔道结构,水热稳定性好,具有沸石分子筛的特性,因此在催化裂化、高分子合成等领域有了新的应用。本文简要介绍了MCM-41有序介孔材料的制备、应用现状及发展前景。

Co-MCM-41催化剂上临CO_2-乙烷脱氢反应的研究

合成了不同Co掺杂量的Co-MCM-41分子筛.用XRD,FTIR和TG-DTA等技术对所制样品进行表征.在常压连续流动固定床反应器上考察了它们对临CO2-乙烷脱氢制乙烯反应的性能,结果表明,3%Co-MCM-41在973K可使乙烷的转化率达到39.54%,乙烯的选择性达到98.59%,收率达到38.98%.Co的掺杂量和反应温度等条件对该反应均有一定影响.Co-MCM-41对乙烷催化脱氢制乙烯同样也有很高的活性.引入CO2可消除积炭对催化剂活性的影响,更有利于催化反应的进行.

Co-MCM-41介孔分子筛的水热合成与稳定性

以硅酸钠、氯化钴等无机盐为原料，通过水热法合成含有不同Co含量的六方介孔分子筛Co-MCM-41。采用X射线粉末衍射、红外光谱、等离子发射光谱、程序升温还原、透射电子显微镜和N2吸附-脱附等技术对样品的物化性能进行表征，研究所合成的Co—MCM-41的稳定性。研究结果表明：在水热条件下合成4种不同Co含量的Co-MCM-41介孔分子筛，其比表面积为809．8～1257．2m2／g，平均孔径为2．7～2．8nm。随着介孔分子筛中Co含量的增加，介孔分子筛的比表面积、孔体积变小，介孔有序性变差。所合成的含Co介孔分子筛经750℃焙烧3h后介孔结构被破坏，经100℃水热处理5d后样品虽然具有介孔结构，但介孔有序性荠。

Co-Mo/MCM-41上二苯并噻吩加氢脱硫反应动力学研究

以二苯并噻吩(DBT)为模型化合物,在高压滴流床反应器上考察了以MCM-41担载不同原子物质的量比的Co-Mo催化剂的加氢脱硫(HDS)活性,并在总压5.0MPa、温度280～340℃和液时空速30～90h-1条件下,研究了HDS的反应动力学.利用假1级平推流反应模型求得了DBT加氢脱硫反应的表观反应速率常数和表观反应活化能.根据DBT加氢脱硫反应网络中氢解路径的速率常数和加氢反应路径的速率常数随Co和Mo原子物质的量比的变化关系可以看出,氢解反应和加氢反应在不同的活性中心上进行,Co的引入强化了催化剂的氢解反应活性.在不同Co和Mo原子物质的量比的催化剂上进行反应时,DBT加氢脱硫反应的表观活化能不同.Co和Mo原子物质的量比为0.25、0.50、0.75和1.0时的表观活化能分别为111.0、92.9、82.1和101.4kJ.mol-1.研究结果表明,表观活化能与反应活性有很好的相关性.

Co掺杂ZnO/MCM-41分子筛的制备及对异戊醇的催化氧化性能

以Co掺杂的介孔分子筛MCM-41为载体,采用等体积浸渍法制备了系列5%ZnO/xCo-MCM-41催化剂,并用于催化分子氧氧化异戊醇合成异戊醛的反应.通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、扫描电子显微镜(SEM)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)和氮气吸附-脱附等手段对样品进行表征,并考察了Co掺杂量对分子筛结构和催化性能的影响.结果表明,随着Co掺杂量的增大,样品的比表面积和孔体积均减小,而其平均孔径呈先增大后减小的趋势.当Co掺杂量为0.05时,5%ZnO/0.05Co-MCM-41仍保持了MCM-41高度有序的六方介孔结构,具有高比表面积(989 m2/g)、较大孔径(2.88 nm)和孔体积(0.88 cm3/g),引入的Co主要以孤立态钴离子[Single-site Co(Ⅱ)]形式存在于MCM-41骨架,MCM-41骨架中的Co可以有效提高ZnO微粒的分散度,适度降低5%ZnO/MCM-41的表面酸性,并大幅度提高5%ZnO/MCM-41的氧化还原性.与5%ZnO/MCM-41相比,5%ZnO/0.05Co-MCM-41可使异戊醛的选择性提高28.3%.

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

微波法合成Co-MCM-41介孔分子筛

采用微波辐射技术合成了Co-MCM-41介孔分子筛,并用N2低温吸附、FT-IR、XRD和TEM等表征手段考察了其比表面积、孔径分布、晶体形貌等特性。结果表明:微波辐射法合成的Co-MCM-41分子筛诱导期极短,晶化速度很快,样品的比表面积大于1000m2/g,热稳定性高于1000K,但水热稳定性有待提高。

介孔材料Co-MCM-41的合成及其吸附脱除各种碱性氮化物

采用水热法合成了MCM-41和不同Co/Si物质的量比的Co-MCM-41介孔材料,并采用XRD、FT-IR和低温氮气吸附-脱附方法对样品进行了表征。FT-IR及XRD表征结果说明,Co原子已经进入了介孔材料的孔壁。合成的MCM-41及Co/Si(物质的量比)为0.18以下的Co-M CM-41都具有六方有序排列的介孔结构。当加入的Co/Si(物质的量比)为0.22时,样品的(100)峰完全消失,不具备六方有序排列的介孔结构,说明以硝酸钴为钴源合成Co-MCM-41的最大Co加入量为Co/Si(物质的量比)为0.18左右。与MCM-41相比,各Co-MCM-41样品的XRD(100)峰随着Co加入量的增加逐渐变宽变弱,比表面积和孔容变小,平均孔径增大。当加入的Co/Si物质的量比大于0.06时,Co-MCM-41的介孔孔道中存在少量聚集态的Co3O4。利用合成的Co-MCM-41吸附脱除氮含量为1737.35μg/g模拟燃料中的碱性氮化物喹啉、苯胺或吡啶,结果表明,所有样品的吸附脱氮效果顺序为苯胺>吡啶>喹啉。Co-MCM-41(0.06)的吸附容量和氮脱除率明显要高于其他样品,对苯胺、吡啶和喹啉的吸附容量分别为42.17、35.66和29.18 mg(N)/g,去除率分别为82.38%、73.53%和61.11%。添加到模拟燃料中的芳烃化合物萘、苯或甲苯对其吸附脱氮没有影响,表明介孔材料Co-MCM-41对各种含氮化合物的吸附主要是N原子与Co的配位络合吸附,而不是π-π络合作用。采用焙烧或乙醇溶剂洗涤再生后的Co-MCM-41(0.06)恢复了吸附脱氮能力,说明其具有较好的再生性能。

HY/MCM-41/γ-Al_2O_3负载的硫化态Ni-Mo-P催化剂上萘的加氢

采用水热法合成了不同SiO2 /Al2 O3 比的MCM 4 1介孔分子筛 .并分别以HY/MCM 4 1 /γ Al2 O3 ,HY/γ Al2 O3 和γ Al2 O3 为载体 ,用浸渍法制备了Mo Ni P催化剂 .以萘为模型化合物 ,考察了硫化态Mo Ni P催化剂的加氢活性 .结果表明 ,不同载体负载的催化剂催化活性均随着活性组分负载量的增大而提高 ,其中掺杂大比表面MCM 4 1的HY/MCM 4 1 /γ Al2 O3所负载的催化剂催化活性提高幅度最大 .由于MCM 4 1与HY分子筛在酸性和孔结构上存在互补性 ,因而催化剂对萘加氢存在协同作用 .提出了萘加氢的反应机理 ,认为反应网络包括两个平行路径 :一是萘加氢生成四氢萘后发生异构化或开环反应 ;二是萘加氢生成四氢萘后进一步加氢生成十氢萘 。

杂原子介孔Co-MCM-41分子筛的制备及其吸附脱氮性能

采用水热法合成了介孔MCM-41和Co-MCM-41分子筛,并利用XRD、FT-IR、低温N2吸附-脱附和NH3-TPD等方法对合成的分子筛进行了表征。考察了晶化时间、晶化温度、陈化时间对合成介孔Co-MCM-41分子筛的影响,确定较适宜的合成条件为陈化时间1 h,晶化温度110℃,晶化时间2 d。XRD和FT-IR表征结果说明,Co原子已经进入MCM-41的骨架。M CM-41和Co-M CM-41的平均孔径均为2.82 nm,BET比表面积分别为986.42和637.69 m2/g,孔容分别为0.762 1和0.537 2 m3/g。NH3-TPD的表征结果表明,M CM-41和Co-M CM-41的酸性都较弱,但Co-M CM-41的酸性明显强于M CM-41。在此基础上,利用合成的MCM-41和Co-MCM-41吸附脱除氮含量为1 737.35μg/g的模拟燃料中的喹啉。喹啉分子尺寸的模拟结果为0.711 6 nm×0.500 2 nm,说明其可以很容易地进入MCM-41和Co-MCM-41的介孔孔道中。Co-MCM-41分子筛的氮脱除率明显高于MCM-41,这是由于其较强的酸性及与喹啉之间的化学吸附,而且,Co-MCM-41吸附脱氮具有较好的再生性能。

MCM-41负载磷钨酸催化剂的制备及其对乙酰化反应的催化性能

采用水热合成法制备了介孔分子筛 MCM-41,并利用浸渍方法将磷钨酸负载在 MCM-41分子筛上,经煅烧得到 PW/MCM-41催化剂;利用 X 射线衍射、傅里叶变换红外光谱、N_2吸附-脱附和 NH_3程序升温脱附等手段对催化剂进行了表征;考察了 PW/MCM-41催化剂对苯甲醚及1,4-二甲氧基苯的乙酰化反应的催化性能。表征结果显示,磷钨酸负载到 MCM-41分子筛上后,保持了 Keggin 结构,MCM-41分子筛保持了介孔结构。实验结果表明,PW/MCM-41催化剂的活性随磷钨酸负载量的增大而降低;磷钨酸质量分数为30%的 PW/MCM-41催化剂上反应底物的转化率最高,使用该催化剂0.8 g,以10 mL 二氯甲烷为溶剂,在苯甲醚用量0.01 mol、乙酸酐用量0.02 mol、反应温度140℃、反应时间4 h 的条件下,苯甲醚转化率可达77.0%,对甲氧基苯乙酮的选择性为96.5%。

镧系金属掺杂MCM-41分子筛的合成与表征

采用溶胶-凝胶法制备并分析了掺杂铈、钕、铕、铒的MCM-41介孔材料,运用XRD、HRTEM、EDS和BET等方法考察了镧系金属元素掺杂对MCM-41结构的影响.研究结果表明,镧系金属元素掺杂到了MCM-41试样的骨架结构中.由于材料结构中的一部分Si4+被Ln3+所取代,介孔材料的有序孔道d值随着掺杂镧系离子半径的减小而降低,随着镧系元素掺杂量的增加而上升.

杂原子介孔Co-MCM-41分子筛的制备及其柴油深度吸附脱碱氮性能

以硝酸钴为钴源,采用水热法合成了MCM-41和不同Co含量的Co-MCM-41分子筛,并利用XRD、FT-IR和低温N2吸附-脱附等方法对合成的分子筛进行表征。当加入的Co/Si物质的量比达到0.1时,依然能够成功合成具有规整有序的介孔结构的Co-MCM-41。MCM-41和Co-MCM-41静态吸附脱除0#柴油中碱氮的实验结果表明,Co/Si物质的量比为0.06的Co-MCM-41(2)分子筛的吸附容量最大,达到5.324 mg(N)/g分子筛,明显高于MCM-41分子筛的吸附容量2.532 mg(N)/g,说明Co进入MCM-41分子筛骨架后显著提高了分子筛的吸附脱除碱氮能力。当加入的Co/Si物质的量比大于0.06时,分子筛吸附脱除柴油中碱氮的能力反而下降,这是由于加入过多Co会使其以Co3O4形式高度分散在分子筛孔道中,堵塞了吸附活性位,使其无法与碱性氮化物接触造成吸附脱氮能力下降。动态吸附脱除0#柴油中碱性氮化物的结果表明,每克CoM CM-41(2)分子筛可将35 m L柴油的碱氮从147.54μg/g吸附脱除到10μg/g以下,吸附容量为4.2 mg(N)/g(吸附剂),由于动态吸附的接触时间较短使MCM-41失去了吸附脱氮能力,说明Co-MCM-41(2)对柴油中的碱氮具有较好的选择性。

新型无机-有机杂化中孔发光材料(phen)_2Eu/MCM-41的合成与表征

合成出了担载稀土有机配合物的无机 -有机杂化中孔发光材料 ( phen) 2 Eu/MCM-4 1 ,用 X射线衍射、红外光谱、荧光光谱和紫外 -可见漫反射光谱对所得样品进行了表征 ,并与相应的纯稀土配合物进行了比较 .结果表明 ,所得杂化材料具有典型的中孔材料 MCM-4 1的结构 ,且经组装后孔结构保持不变 ,在紫外光照射下 ,发出稀土离子的特征谱线 ,但与纯稀土配合物相比 ,其激发光谱发生蓝移 ,稀土 Eu3+ 所处的格位对称性降低 ,荧光寿命延长 .另外 ,对光谱性质进行了讨论 .

高骨架铝含量Al-MCM-41的合成

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.