三元杂化TiO2-SiO2-H3PW12O40材料的合成与表征

结合分步溶胶凝胶法和超声技术,以正硅酸乙酯、四异丙醇钛及磷钨酸为原料制备TiO2、TiO2-SiO2、TiO2-H3PW12O40及TiO2-SiO2-H3PW12O40材料,并用N2吸附测定(BET)、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)分析测试技术对材料进行了表征。结果表明:SiO2的加入有利于单一TiO2或TiO2-H3PW12O40样品的高度分散;制备的所有材料均出现锐钛矿晶型的TiO2特征衍射峰;含H3PW12O40样品中H3PW12O40以杂多酸微晶形式存在,掺杂杂多酸后样品弱酸位和强酸位强度均有一定增加。

三维有序大孔H_3PW_(12)O_(40)-SiO_2功能材料的制备、表征及催化性能研究

以杂多酸H3PW12O40(PW12)与正硅酸乙酯(TEOS)混合溶胶,采用胶晶模板法结合煅烧去除模板工艺,成功地制备了PW12/SiO2物质的量比在1/10～1/40之间的三维有序大孔(3DOM)PW12-SiO2催化剂.经SEM,N2吸附,XRD和FTIR等研究表明,PW12含量较低的样品,大孔结构三维规整性十分好.在410℃氧化分解胶晶的条件下,PW12基本保持一级Keggin结构.PW12在样品中以分子簇或微晶存在,其大小随含量增加而增大.PW12高含量时,其含氧键的FTIR振动与纯PW12的基本一致,但低含量时含氧键振动有一定偏移,显示PW12/SiO2相互作用较显著.样品酸性随杂多酸含量增加而增加,但PW12/SiO2物质的量比超过1/30时酸性便减小,呈火山型曲线变化规律.对1-十二烯烷基化反应的催化活性随PW12/SiO2物质的量比的变化与酸性变化有相同的规律.但所有样品的催化反应活性均远高于纯PW12,并且有良好的重复使用性能,使用4次后仍保持新鲜催化剂活性的78%.

H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2催化合成糠醛乙二醇缩醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备出具有Keggin结构的杂多酸H3PW12O40/SiO2复合催化剂,用FT-IR,XRD等手段表征了其结构形态。考察了复合催化剂催化合成糠醛乙二醇缩醛的工艺条件,其中重点考察了反应物配比、催化剂用量、反应时间及催化剂的重复使用性能等对产品收率的影响。结果表明:合成糠醛乙二醇缩醛的较优反应条件为:n(醛)/n(醇)=1.0/1.2,催化剂的用量为糠醛质量的6.0%,环己烷为带水剂,反应时间4.0 h。上述条件下,产物的收率可达85.0%以上。

PW_(12)/PANI/TiO_2复合纳米材料的制备、表征及光催化性能研究

以(NH4)2S2O8为氧化剂,用化学氧化法在纳米TiO2颗粒表面包覆聚苯胺薄膜,通过静电自组装方法简单、快捷地制备了一种新型的复合光催化剂PW12/PANI/TiO2,并通过红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)、X-射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等对光催化剂进行了表征.同时,利用甲基橙的降解实验对催化剂的性能进行了评价.结果表明,该光催化剂具有很高的催化活性,90min时甲基橙的脱色率达到98%以上,降解反应符合一级动力学方程和Langmuir-Hinshelwood动力学模型.

H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2催化合成环己酮乙二醇缩酮

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅负载磷钨酸H3PW12O40/SiO2催化剂,并通过FTIR、XRD对其进行了表征。以环己酮和乙二醇为原料,合成了环己酮乙二醇缩酮,探讨了H3PW12O40/SiO2对缩酮反应的催化活性,考察了酮醇摩尔比、催化剂用量、带水剂用量、反应时间对产物收率的影响。结果表明,在n(环己酮)∶n(乙二醇)=1∶1.3,催化剂用量占反应物料总质量的1.2%,带水剂环己烷用量3 mL,反应时间45 min的最佳条件下,环己酮乙二醇缩酮收率可达89.7%。

微孔多金属氧酸H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2催化合成丙烯酸正丁酯

通过溶胶-凝胶技术将Keggin型杂多酸H3PW12O40负载于SiO2基质上,在含氧极性溶剂中得到不溶脱、易分离、可重复使用的具有大表面积(350 5m2/g)的微孔催化材料(孔径为0 57nm).利用UV,ICP,TGA,BET吸附等手段对该催化剂进行了表征.以H3PW12O40/SiO2做催化剂用丙烯酸和正丁醇合成丙烯酸正丁酯,催化活性高于H3PW12O40和H2SO4,当酯化反应2 5h时,丙烯酸的转化率可达97 6%,催化剂重复使用3次,其催化活性依然很高.

H_3PW_(12)O_(40)/ZrO_2-WO_3催化合成乙酸正戊酯

以H3PW12O40/ZrO2-WO3为催化剂,以正戊醇和冰乙酸为原料合成乙酸正戊酯.探讨H3PW12O40/ZrO2-WO3对酯化反应催化活性的影响.采用正交实验法研究了醇酸物质的量比、催化剂用量、带水剂环己烷用量、反应时间等因素对实验结果的影响.结果表明:在醇酸摩尔比为1.3∶1,催化剂用量为反应物总质量的1.5%,带水剂环己烷用量为8 mL,反应时间为75 min的优化条件下,乙酸正戊酯的收率达95.4%.

火焰喷涂聚酰胺12／纳米SiO2涂层的摩擦磨损性能

采用火焰喷涂法制备了聚酰胺12/纳米SiO2(PA12/n-SiO2)涂层.利用红外光谱仪(FTIR)和X-射线衍射仪(XRD)对涂层的结构进行了分析;利用摩擦磨损试验机及扫描电子显微镜表征了涂层的摩擦磨损性能及磨损表面形貌.结果表明:火焰喷涂法适宜制备PA12/n-SiO2涂层;PA12/n-SiO2粉末在火焰喷涂过程中没有发生氧化或降解反应;n-SiO2含量为1.5wt%的涂层在100 N、100 r/min、60 min的干摩擦条件下,其摩擦系数为0.52,磨损量为1.5 mg,跑合期为25 min左右,而纯涂层在相同摩擦条件下摩擦系数、磨损量、跑合期分别为0.59、3.5 mg和35 min,跑合期较纯涂层短,显示复合涂层具有较好的耐磨性能,分析认为涂层的磨损机理主要为疲劳磨损、塑性变形和黏着磨损.

固载型杂多酸PW_((12))/SiO_2催化合成乙酸异戊酯的研究

以自制固载型杂多酸为催化剂 ,以乙酸和异戊醇为原料合成了乙酸异戊醇。研究了杂多酸催化剂用量、酸醇摩尔比和反应时间 ,以及催化剂重复使用次数对产率的影响 ,结果表明 :此法催化剂用量少、催化活性高、反应时间短、产率高、工艺简单、在一定条件下催化剂可以重复使用多次。用试验确定了合成乙酸异戊酯的催化剂用量 ,酸醇摩尔比 。

H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2高效催化Mannich反应合成β-氨基酮衍生物

在室温条件下,采用浸渍法合成的H3PW12O40/Si O2为催化剂,高效催化酮、芳香醛和苯胺的Mannich反应合成系列β-氨基酮衍生物.对新型催化剂H3PW12O40/Si O2的制备条件进行优化,系统地研究了H3PW12O40负载量、焙烧温度、活化时间对催化剂的影响.探讨了H3PW12O40/Si O2对酮、芳香醛和苯胺的Mannich反应的催化活性,系统地研究了反应温度、催化剂用量、反应物的摩尔比等因素对产物收率的影响.实验结果表明：在n（酮）∶n（芳香醛）∶n（苯胺）=1.5∶1.2∶1.0,催化剂的用量占反应物料总质量的8%,反应温度为20℃,反应时间为9 h的最佳条件下,β-氨基酮衍生物的收率在61.2%-77.0%之间.整个反应体系具有条件温和、操作简单、不污染环境和催化剂可重复回收利用等优点.

Cs_(2.5)H_(0.5)PW_(12)O_(40)/SiO_2催化剂上叔戊烯与甲醇的醚化

制备了硅胶负载的Cs2 .5H0 .5PW1 2 0 4 0 催化剂 ,并用于叔戊烯与甲醇的醚化反应。考察了催化剂制备方法和工艺条件对叔戊烯转化率的影响。研究结果表明 ,以低钠硅胶为载体 ,在负载量 40 %、焙烧温度 40 0℃条件下制备的Cs2 .5H0 .5PW1 2 0 4 0 SiO2 催化剂具有较高的催化活性。在反应温度为 80℃、压力为 1 .0MPa、n(甲醇 ) n(叔戊烯 )为 1 .1、LHSV为 1h- 1 的条件下 ,叔戊烯的转化率为 68.5 7%。Cs2 .5H0 .5PW1 2 0 4 0 SiO2 催化剂对于叔戊烯与甲醇的醚化反应具有良好的活性与选择性 ,是一种理想的叔戊烯与甲醇的醚化反应的催化剂。

新型纳米复合杂多酸催化剂H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2催化合成双酚A的研究

研制了新型复合杂多酸纳米粒子H3 PW1 2 O40 SiO2 ,并用于催化合成双酚A ;用IR、XRD、TEM等研究了它的结构形态 ,考察了原料配比、反应时间、反应温度、催化剂用量等对催化性能的影响 .实验结果表明 ,使用溶胶凝胶法得到的纳米复合杂多酸催化剂 ,双酚A单程收率达到 6 5 .5 % .

H_3PW_(12)O_(40)-TiO_2/SiO_2的制备及光催化性能

以硅胶为载体,采用浸渍法制备了H3PW12O40-TiO2/SiO2催化剂.利用IR、TG-DTA、XRD、XPS对其结构进行表征.研究结果表明,催化剂中的活性组分二氧化钛为锐钛矿型,磷钨酸仍保持其Keggin结构的基本骨架,二氧化钛及磷钨酸二者均与载体之间存在着化学作用.通过对染料罗丹明B的超声光催化降解研究发现,含4gH3PW12O40的TiO2溶胶浸渍在11gSiO2上的催化效果最佳,且H3PW12O40可明显提高TiO2超声光催化降解罗丹明B的降解率.

新型纳米复合杂多酸催化剂H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2的研究

研制了新型纳米复合杂多酸催化剂 H3PW1 2 O40 /Si O2 ,并用于催化合成甲基叔丁基醚 ( MTBE) ;考察了制备方法、原料配比、反应时间、压力、催化剂用量等对催化性能的影响。实验结果表明 ,使用溶胶 -凝胶法得到了纳米复合杂多酸催化剂 ,MTBE的选择性接近 1 0 0 % ,单程收率达到 84 % ;该催化剂中 H3PW1 2 O40 以无定形状态存在 ,粒径为 30 nm～ 70 nm,比表面积很大。该催化剂重复使用

H3PW6Mo6O40／SiO2催化合成7-羟基4-甲基香豆素

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅负载磷钨钼杂多酸催化剂H3PW6Mo6O40/SiO2,该催化剂制备的适宜条件是:m(H3PW6Mo6O40)∶m(SiO2)=40%,煅烧温度150℃,活化时间3 h。以二氧化硅负载磷钨钼酸为催化剂,在无溶剂条件下由间苯二酚和乙酰乙酸乙酯为原料进行Pechmann反应合成7-羟基-4-甲基香豆素。考察了反应物间苯二酚与乙酰乙酸乙酯摩尔比,催化剂用量,反应温度,反应时间等因素对收率的影响,并对反应条件进行优化。结果表明,在间苯二酚与乙酰乙酸乙酯的摩尔比为1∶1.5(其中间苯二酚为0.1mol),反应时间为16 h,H3PW6Mo6O40/SiO2的用量为1.3 g,在油浴加热120℃左右的优化条件下,7-羟基-4-甲基香豆素的收率可达86.1%。

H_3PW_(12)O_(40)/ZrO_2-WO_3催化合成己二酸

探讨以30%H2O2为氧源,H3PW12O40/ZrO2-WO3为催化剂对氧化环己酮合成己二酸反应的催化活性,较系统地研究了ZrO2-WO3负载磷钨酸的用量、反应温度、H2O2用量、反应时间等因素对产物收率的影响。实验表明:在n(环己酮)∶n(H2O2)∶n(H3PW12O40/ZrO2-WO3)=100∶294∶0.1,反应温度为110℃,反应时间3 h的最佳条件下,己二酸的收率可达44.7%。

两相体系中PW_(12)-TiO_2-SiO_2固体酸一步催化降解葡萄糖制5-羟甲基糠醛的研究

在26.5%Na Cl(aq)/四氢呋喃(THF)两相体系中,进行了PW_(12)-TiO_2-SiO_2固体酸催化降解葡萄糖制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)的研究,并探究了不同反应条件对催化性能的影响,考察了催化剂的循环利用性,探讨了该反应可能的催化机理.结果表明:催化活性与其酸量和酸密度有关,在最佳条件下,5-HMF收率达57.7%,葡萄糖最佳转化率为98.5%;此催化剂热稳定性良好,在循环利用6次后,5-HMF收率为51.9%,葡萄糖转化率为88.6%.

H_3PW_(12)O_(40)/ZrO_2-WO_3催化合成环己酮乙二醇缩酮

采用浸渍法制备了H3PW12O40/ZrO2-WO3催化剂,并通过FT-IR、XRD对其进行了表征。以H3PW12O40/ZrO2-WO3为催化剂催化合成环己酮乙二醇缩酮,系统地研究了各种因素对收率的影响。结果表明:固定环己酮用量为0.20 mol,在n(环己酮)∶n(乙二醇)=1∶1.5,带水剂环己烷的用量为8 mL,反应时间45 min,催化剂的用量占反应物量总质量的1.0%的优化条件下,环己酮乙二醇缩酮的收率可达58.2%。

H_3PW_(12)O_(40)/ZrO_2-WO_3催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

采用浸渍法制备了H3PW12O40/ZrO2-WO3催化剂,并通过FT-IR,XRD对其进行了表征.以H3PW12O40/ZrO2-WO3为催化剂催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮,研究了各种因素对收率的影响.结果表明:固定环己酮用量为0.20mol,在n(环己酮)∶n(1,2-丙二醇)=1∶1.4,反应时间30min,带水剂环己烷的用量为10mL,催化剂的用量占反应物总质量的0.8%的优化条件下,环己酮1,2-丙二醇缩酮的收率可达88.9%.