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.

基于MCM41掺杂的萘普生印迹整体柱的制备及研究

本研究通过分子印迹技术以原位聚合法成功合成了MCM41-MPS掺杂的萘普生印迹整体柱。通过改进配方进而考察色谱条件,实现印迹因子最高达10.7,相比未掺杂MCM41-MPS的印迹整体柱,印迹因子提高两倍多。结果表明,MCM41-MPSMIP比MIP具有更高的保留因子和印迹因子,并通过傅立叶红外吸收光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对聚合物进行表征,采用Langmuir拟合得到MCM41-MPS MIP的最大吸附量为10.89 mg/g,最终,对湖水中加标的萘普生进行固相萃取,回收率达96.40%。

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。

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。

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。

介微孔复合材料Beta-MCM-41的制备及其正庚烷临氢异构催化性能

采用纳米组装法将经NaOH溶液处理后的HBeta沸石与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)组装制得介微孔复合材料Beta-MCM-41(记作BM-41),将BM-41与NH 4Cl进行离子交换,得到氢型复合材料HBeta-MCM-41(记作HBM-41),以HBM-41为载体制得Pt负载量(w)为0.4%的催化剂Pt HBM-41,并应用于正庚烷临氢异构化反应。利用X射线衍射、N 2吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱等手段对样品进行表征。在温度为240℃、压力为常压、质量空速为2.46 h-1的反应条件下对催化剂进行评价。反应结果表明,在Pt负载量相同的3种催化剂Pt HBeta,Pt MCM-41,Pt HBM-41中,Pt HBM-41表现出较高的异构化选择性(87.01%)和较高的正庚烷转化率(78.75%),并具有最高的异庚烷收率(68.52%)。这归结于Beta-MCM-41集合了MCM-41二维六方介孔结构优良的扩散性能和Beta沸石优越的酸性质。

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.

以硅溶胶和三氯化钛为原料合成Ti-MCM-41分子筛 Ⅱ.Ti-MCM-41分子筛的表征

利用N2 吸附 ,TG DTA ,FT IR ,UV Vis和UV Raman光谱等技术对以硅溶胶和TiCl3水溶液为原料合成的中孔Ti MCM 4 1分子筛的孔结构和钛的配位状态进行了详细的表征 .N2 吸附等温线表明 ,Ti MCM 4 1分子筛的孔径比纯硅MCM 4 1分子筛小 ,钛的加入使分子筛的单胞体积大大增加 ,比表面积和孔壁厚度也显著增大 .TG DTA结果表明 ,Ti MCM 4 1分子筛中存在着两种不同的模板剂键合位 .FT IR ,UV Vis及UV Raman光谱表明 ,Ti原子存在于分子筛骨架中且以四面体方式配位 ,没有结晶状态的TiO2 形成 .

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.

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

水玻璃为原料在开放体系中快速合成介孔材料MCM-41

A convenient and economic method for preparing highly ordered MCM 41 was studied in an open vessel by using waterglass as the silicon source. XRD, nitrogen adsorption and TEM show that the product has a highly ordered structure and the hexagonal arrangements of uniformly size pores distribution.

介孔分子筛Al-MCM-41的合成与催化异构化性能

采用正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,九水硝酸铝为铝源,十六烷基三甲基溴化胺（CTMABr）为模板剂,在室温条件下合成了介孔Al-MCM-41分子筛。通过XRD、N2等温吸附、SEM、FTIR等分析测试手段表征了分子筛的介孔结构和表面性质。结果表明所合成的分子筛有良好的介孔结构和较高的有序度,并且有较高的比表面积（达到816 m2.g^-1）和窄的孔径分布。采用程序升温的焙烧方式、凝胶Al/Si比最大范围控制在0.06~0.13有利于合成高度有序的介孔Al-MCM-41分子筛。评价结果表明,所合成的Al-MCM-41分子筛对桥式四氢双环戊二烯（endo-TCD）异构化反应合成挂式异构体exo-TCD及金刚烷具有较高的催化活性和极高的选择性。

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．

MCM-41分子筛担载纳米TiO2复合材料光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法将TiO2担载在介孔MCM-41分子筛上,制备了不同TiO2含量的系列TiO2/MCM-41复合材料,利用X射线衍射、N2吸附、紫外-可见光谱和透射电镜等方法对其进行表征.TiO2的晶型为锐钛矿相,复合材料的比表面积和孔体积随其中TiO2担载量(复合材料中TiO2与MCM-41的质量比)的增加而减小,TiO2的平均粒径随其担载量的增加而增大.以罗丹明B的光催化降解为探针反应,评价了TiO2/MCM-41复合材料的光催化降解活性.结果表明,在紫外光照射下,罗丹明B在该复合材料上的光催化降解反应遵循一级反应动力学,复合材料对罗丹明B的光催化降解活性明显高于商用TiO2(P-25),复合材料的光催化降解活性由复合材料的吸附能力和所含TiO2的光催化活性共同决定.

以硅溶胶和三氯化钛为原料合成Ti-MCM-41分子筛 Ⅰ.Ti-MCM-41分子筛的合成

以硅溶胶和TiCl3 水溶液为原料 ,采用水热合成方法制备了结晶度和长程有序性较高的中孔Ti MCM 41分子筛 .钛的加入提高了中孔分子筛的长程有序性 .辅助模板剂的选择对分子筛的合成很重要 ,其中以四甲基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵作辅助模板剂的效果较好 .四甲基氢氧化铵的用量对分子筛的结晶度和长程有序性也有影响 ,用量过高和过低都会降低分子筛的结晶度 .合成的分子筛中的钛含量 (摩尔分数 )可以达到 3 75 % ,进一步增加钛的含量 。