Cu-Al/MCM-41催化剂的改性及在环己醇脱水制环己烯中的应用

以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)为模板剂,正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,0.03 mol/LNaOH溶液为溶剂,采用水热晶化法直接合成分子筛MCM-41。此外,以共沉淀法合成了催化剂Cu-Al/MCM-41,经2 mol/L的H_2SO_4酸化后,制得负载固体超强酸SO_4^(2-)/Cu-Al/MCM-41催化剂,并用小角XRD、FT-IR、TG-DTA和SEM等手段对合成的催化剂进行了表征。通过环己醇脱水制备环己烯的反应,研究了催化剂的催化活性,结果表明催化剂SO_4^(2-)/Cu-Al/MCM-41为制备环己烯的一种优良催化剂,在175℃时环己烯的收率高达87%。

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.

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。

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。

水蒸气对Cu-Al-MCM-41上NO选择性还原的影响

利用程序升温反应考察了 10 %H2 O存在时Cu Al MCM 4 1催化剂上的NO选择性还原反应 ,同时结合XRD ,N2 吸附等温线 ,NMR ,TPD和TPR等技术对催化剂的化学吸附性能和结构特征进行了表征 .活性测试结果表明 ,在含水气氛中进行NO选择性还原反应时催化剂的活性下降较小 ,且是可逆的 ,4 0 0℃时催化剂的活性可维持 30 0min以上 .通过多种表征可知 ,分子筛骨架未发生坍塌 ,催化剂活性变化的原因是H2 O的存在抑制了NO和C3 H6在催化剂活性位上的吸附 ,同时在反应过程中形成了一定量的CuO物种 。

C_3H_6和NO在Cu-Al-MCM-41催化剂上的反应和吸附行为

利用 XRD、NMR、N2 吸附等温线、TPD、原位红外 ( in situ FTIR)和程序升温反应技术等手段考察了 Cu- Al- MCM- 41的结构特征、化学吸附性能和催化 NO选择性还原的反应活性。经 Cu离子交换的 Al- MCM- 41并未改变载体的结构特征 ,仍保持长程有序的中孔结构。C3H6和 NO在Cu- Al- MCM- 41上发生竞争吸附。C3H6在反应中起双重作用 :一方面 ,提供 NO选择性还原的还原物种 ;另一方面 ,由于其在催化剂上的强吸附而阻抑了

Cu-Al-MCM-41上NO选择性催化还原

利用气 固相固定床反应装置考察了Cu交换的Al MCM 41对贫燃NOx 的选择性催化还原活性 ,考察了Cu含量及Al MCM 41中Si/Al比值对其的影响 .结果表明 ,O2 /C3 H6=2 0 ,S .V .=2 0 0 0 0 0h 1,5 0 0℃时NO的转化率达到80 %

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%。

ZnO/MCM-41煤气脱硫剂脱硫过程COS生成行为及Co助剂的影响

在金属氧化物脱硫过程中,普遍存在部分硫化氢(H_(2)S)转化为羰基硫(COS)的现象,而COS具有与H_(2)S相似的危害性,且脱除难度更大。采用溶胶凝胶法制备了具有良好脱硫性能的ZnO/MCM-41煤气脱硫剂(以下简称“脱硫剂”),在固定床装置上探究了COS在煤气脱硫过程中的生成行为,并提出采用Co助剂对脱硫剂进行改性的方法来抑制COS的形成,然后结合XRD和XPS等表征手段对脱硫剂的物相组成和结构进行分析。通过研究不同脱硫气氛中COS的生成行为,发现COS主要来源于CO/CO_(2)与H_(2)S之间的反应,且ZnS对CO_(2)与H_(2)S之间的反应起催化作用;CO-H_(2)S反应与CO_(2)-H_(2)S反应之间不存在协同作用;H_(2)对COS的形成有抑制作用。向脱硫剂中添加Co质量分数为1%、3%和5%的Co助剂时,分别使脱硫过程中的COS产生量降低了69.0%、94.9%和98.4%,这主要与Co助剂对COS加氢反应的催化作用有关。此外,添加Co质量分数为3%的Co助剂使脱硫剂的硫容提升了0.32%。

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。

浸渍液溶剂对负载型MnO_(x)/MCM-41结构及其催化氧化甲苯性能的影响

以MCM-41为载体,用水、乙醇和乙二醇作为浸渍液溶剂制备了3种负载型催化剂MnO_(x)/MCM-41,采用XRD、TEM、H_(2)-TPR、O_(2)-TPD和XPS等对催化剂进行了表征,探究了浸渍液溶剂(水、乙醇、乙二醇)对MnO_(x)/MCM-41的结构及催化氧化甲苯性能的影响.结果表明,乙二醇作浸渍液溶剂可提高锰氧化物的分散度、氧化还原性和表面吸附氧的含量.因而,在相同的质量空速下(WHSV=50000 mL·g^(−1)·h^(−1)),相比于水溶液浸渍法制备的MnO_(x)/M-W(T_(90)=289℃)和乙醇溶液浸渍法制备的MnO_(x)/M-ET(T_(90)=277℃),乙二醇共浸渍法制备的MnO_(x)/M-EG具有最强的催化活性(T_(90)=268℃);20 h的稳定性评价实验结果表明,MnO_(x)/M-EG具有较好的稳定性.

Pd在MCM-41中的分布对二苯并噻吩加氢脱硫反应动力学的影响

采用水热法合成了全硅MCM-41,并对其进行了硅烷化改性(S-MCM-41)。分别以PdCl 2的稀盐酸溶液和Pd(OAc)2的甲苯溶液作浸渍液,采用等体积浸渍法制备了Pd/MCM-41和Pd/S-MCM-41催化剂。在Pd/MCM-41催化剂中,Pd主要填充在MCM-41的介孔孔道内;而在Pd/S-MCM-41催化剂中,Pd主要分布在MCM-41表面。二苯并噻吩(DBT)在2种催化剂上主要通过预加氢(HYD)路径进行加氢脱硫(HDS)反应,Pd/S-MCM-41的活性和HYD路径选择性均高于Pd/MCM-41。在Pd/S-MCM-41上,DBT的HDS反应可用假一级反应动力学描述;而在Pd/MCM-41上,DBT的HDS反应遵循Langmuir-Hinshelwood动力学模型,可能是由于内扩散原因,产物H 2S分压较高,强烈吸附在分布于Pd/MCM-41介孔孔道内的金属活性中心上,抑制了其活性,并影响了反应动力学。

双金属改性MCM-41催化甲醛与异丁烯Prins缩合反应

通过研磨法制备了一系列不同金属负载的MCM-41催化剂,考察了单一金属及双金属负载催化剂对甲醛与异丁烯Prins缩合制备3-甲基-3-丁烯-1-醇(MBO)反应性能的影响,筛选出最佳的双金属Cu-Al负载催化剂.利用XRD、 NH3-TPD、 N2吸附、 UV-vis等表征手段对双金属改性前后催化剂的结构和酸性进行了深入分析,探究了其物质的量比例和协同作用对Prins反应性能的影响.结果表明,在温度200℃, n(异丁烯)/n(甲醛)=7,反应4 h的适宜条件下, Cu-Al(1∶1)/MCM-41对甲醛的转化率为100%, MBO产率高达98%,高于单一金属负载的催化剂. NH3-TPD表征发现Cu-Al双金属负载催化剂具有适当的酸量和适宜的酸强度,可以提高MBO的产率.Cu-Al(1∶1)/MCM-41催化剂具有一定的再生性能,连续3次再生后催化剂的比表面积和孔容明显降低,催化剂活性中心聚集导致酸量尤其是中强酸和强酸量减少是反应活性下降的主要原因.

MCM-41介孔分子筛合成研究Ⅱ.微波辐射合成法

采用 微波辐 射技术合 成了 Ｍ Ｃ Ｍ４１ 介孔分 子筛，并 用 Ｘ Ｒ Ｄ ， Ｓ Ｅ Ｍ ， Ｉ Ｒ， Ｎ Ｍ Ｒ 和吸 附等表征手段考 察了其 晶化过程 、晶体 形 貌和 稳定 性 等特 点． 结 果表 明， 微波 法合 成 Ｍ Ｃ Ｍ４１ 分 子 筛时诱导期 极短，晶 化速度很 快且在晶 化后期 无转晶现 象； 微 波法 合成 的 Ｍ Ｃ Ｍ４１ 试样 的吸 附容 量较低，但 具有较强 的耐热及 水热稳 定性和抗 酸碱能

MCM-41和SBA-15动态吸附VOCs特性和穿透模型

采用模板剂法制备了具有规整孔道的MCM-41和SBA-15介孔分子筛,考察了两种介孔分子筛动态吸附甲苯、邻二甲苯、均三甲苯的特性。结果表明,MCM-41平均孔径小,孔壁叠加作用力强,更适合吸附中、低浓度的VOCs,对芳烃类VOCs为典型的Ⅰ型吸附等温线;SBA-15具有微孔和介孔共存的特点,平均孔径大,对大分子和高浓度的VOCs具有更好的吸附能力,同时也可有效地吸附低浓度VOCs,对芳烃类VOCs为典型的Ⅳ型吸附等温线。通过Yoon-Nelson模型对MCM-41和SBA-15动态吸附过程的拟合,得出的吸附模型参数可以较为准确地预测VOCs在介孔分子筛上的吸附穿透曲线。

有机弱碱体系中氢型硅铝MCM-41介孔分子筛的合成及表征

以有机胺为碱源合成出硅铝介孔分子筛ＭＣＭ－４１， 并将合成产物的性能与采用传统方法（以氢氧化钠为碱源）合成的产物进行了对比． 所合成产物经焙烧脱除有机表面活性剂后即为氢型． ＸＲＤ和ＴＥＭ 结果表明， 所合成的产物骨架具有很高的有序度． 固体核磁共振结果显示， 铝原子以四配位的形式存在于样品的原粉中． 经过高温焙烧， 有少量骨架铝脱出骨架， 转变成六配位形式．

厚壁MCM-41中孔分子筛的合成

在水热条件下，以硅酸钠、活性氧化铝为硅源和铝源，表面活性剂ＣＴＭＡＢ为结构模板剂，对合成过程的凝胶组成、晶化温度、晶化时间等因素进行正交试验，成功地合成出相对结晶度高的厚壁ＭＣＭ－４１中孔分子筛材料。采用ＸＲＤ、低温Ｎ２吸附（ＢＥＴ）等测试手段对合成的ＭＣＭ－４１样品进行表征。考察了影响ＭＣＭ－４１孔壁厚度的主要因素。结果表明，向体系中加入适量的稀硫酸和有机酸，有效地控制了体系的ｐＨ，提高了ＭＣＭ－４１的相对结晶度和孔壁厚度。通过优化合成条件，合成出孔径３１８ｎｍ、比表面大于１０００ｍ２·ｇ－１、孔壁厚度２８２ｎｍ的ＭＣＭ－４１中孔分子筛。

Cu修饰的MCM-41的合成、表征及对芳烃羟化反应催化作用的研究

利用 MCM-4 1形成过程中协同自组装的特点 ,在合成过程中引入 Cu(NH3) 2 +4 ,制备出过渡金属表面修饰的纯硅介孔分子筛 Cu-MCM-4 1 ,采用 XRD,ICP,ESR,N2 吸附等手段确定 Cu处于 MCM-4 1的表面 ,取代了端羟基中氢的位置 ,与骨架桥氧和硅羟基中的氧配位 .利用苯酚羟化反应为探针 ,考察了 Cu-MCM-4 1的催化活性 .结果表明 ,Cu-MCM-4 1具有很高的苯酚羟化活性 ,与 TS-1分子筛的催化效果相当 ,对萘酚的羟化活性也较高 .

介孔材料MCM-41上汽油吸附深度脱硫(英文)

研究了不同硅铝比的MCM-41介孔材料作为吸附剂对模型汽油以及真实FCC汽油的脱硫性能.结果表明,在室温和常压下,MCM-41介孔材料对模型溶液中噻吩的吸附随着吸附剂中铝含量的增加而显著提高.吡啶吸附的红外光谱显示,噻吩吸附容量的提高与吸附材料酸性的明显增大有直接关系.但在对FCC汽油的吸附脱硫实验中,随着MCM-41中铝含量的提高,脱硫率并未增大.这主要是由于在FCC汽油中存在大量性质与噻吩类含硫化合物十分相近的芳烃和烯烃,竞争吸附导致MCM-41对有机硫化物的吸附能力显著降低.

新型MCM-41-β-沸石中孔-微孔复合分子筛

ＭＣＭ－４１是１９９２年由Ｍｏｂｉｌ公司首次合成，具有可调的规整孔道结构，孔径大小为１．６～１０ｎｍ的六方中孔分子筛［１，２］，β－沸石是具有三维十二元环孔道，一条线性通道孔径为０．５７ｎｍ×０．７５ｎｍ，另一条由两种线性通道相交形成的弯曲通道，孔径...