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.

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。

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.

阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对磷钨酸(PW_(12))光催化还原降解偶氮染料直接耐晒黑G的影响

以磷钨酸H3PW12O4(PW12)为光催化剂,异丙醇(IS)作为电子给体,研究阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对PW12光催化还原降解直接耐晒黑G(DB19)的影响.考察了CTAB浓度、pH值、DB19初始浓度等因素对反应的影响,并采用一级反应动力学对反应过程进行分析.结果表明CTAB增强了PW12对直接耐晒黑G的还原脱色作用,CTAB浓度增加,DB19的光催化脱色速率提高.PW12用量对DB19还原脱色的影响程度和趋势与溶液中CTAB浓度有关,当CTAB浓度为0.10 mmol.L-1时,DB19的脱色速率随PW12用量的增加而增加;CTAB浓度为0.05 mmol.L-1,PW12用量为200 mg.L-1时DB19的脱色速率最快,继续增加反而降低.DB19还原脱色速率随其初始浓度升高而降低.另外,通过循环伏安法和暗反应明确还原态杂多蓝对染料的还原脱色作用,并借助UV-Vis光谱研究DB19、PW12、CTAB之间的相互作用,探索CTAB对PW12/IS光催化还原降解DB19的作用机理.该研究结果表明阳离子表面活性剂CTAB能够增强偶氮染料废水的PW12催化还原脱色处理.

H_3PW_(12)O_(40)@C催化剂的原位合成及催化乙酸与正丁醇酯化反应

以磷钨酸和蔗糖为原料,采用原位合成法制备出活性炭包覆Keggin结构的磷钨酸催化剂30%(w)H_3PW_(12)O_(40)@C,通过正交实验探索出所制备的30%(w)H_3PW_(12)O_(40)@C催化剂催化乙酸和正丁醇液相合成乙酸正丁酯反应的最优工艺条件。采用FTIR,XRD,EDS,SEM,TG-DSC等方法对C包覆前后及重复使用前后的催化剂进行表征。表征结果显示,H3PW12O40较均匀地包覆在C球上,且C包覆后H_3PW_(12)O_(40)仍保持Keggin结构;催化剂使用过程中加剧了团聚,减小了有效比表面积,活性组分发生了溶脱,同时表面吸附了部分有机物;回收催化剂和新鲜催化剂热稳定性能非常相似,但回收催化剂失重率相对增加。正交实验结果表明,在反应温度为125℃、催化剂用量为0.6 g(占反应物总量4.43%(w))、醇酸摩尔比为1∶1、反应时间为3.0 h的最优工艺条件下,酯化率可达97.3%;催化剂重复使用到第5次时,酯化率仍可达77.8%。

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%.

混酸H_7PW_(12)O_(42)/H_3PO_4催化合成尿囊素的研究

研究了用混酸H7PW1 2 O42 /H3PO4作催化剂 ,乙醛酸和尿素反应合成尿囊素的最佳工艺条件 结果表明 ,当n(乙醛酸 ) :n(尿素 ) =1∶3.5 ,m(H7PW1 2 O42 ) :m(H3PO4) =1∶1 0 ,反应温度 75℃ ,反应时间 3h ,产率约为 70 5 % ,纯度为 97 5 % .

Cs取代对Ni-H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2催化剂结构性质和催化性能的影响（英文）

采用两步浸渍法和载体上的原位反应制备了一系列Cs部分取代的Ni-Csx H3-x PW12O40/SiO2催化剂,并用N2吸附比表面积测定(BET)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、原位X射线衍射(in situ XRD)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、H2程序升温脱附(H2-TPD)、吡啶吸附傅里叶变换红外(FTIR)光谱等分析测试技术对催化剂进行了表征.以正癸烷为模型化合物,对催化剂的加氢裂化性能进行了评价.结果表明,8%Ni-50%Cs1.5H1.5PW/SiO2催化剂具有最高的C5+收率,明显优于8%Ni-50%H3PW/SiO2催化剂和工业催化剂.随着Cs在Csx H3-x PW中比例的增加,正癸烷的转化率逐渐降低,而C5+选择性则逐渐提高.当催化剂具有合适的孔径时,选择性的提高是由于催化剂酸性的减弱,而转化率的降低则是由于催化剂加氢能力的减弱.

异丁烷与丁烯在炭化树脂负载PW_(12)催化剂上的烷基化

探讨了炭化树脂负载杂多酸PW1 2 催化剂制备的适宜条件 ,反应工艺条件对催化剂催化异丁烷与丁烯烷基化反应及产物分布的影响 ,分析了催化剂具有较高活性的原因 ,进行了催化剂稳定性实验。并与其它类固体酸催化剂进行了对比。

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

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。

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.

非均相酯化催化剂PW_(12)/高岭土的制备及其催化合成异丁酸丁酯

以高岭土为载体、磷钨酸(PW12)为活性组分制备了非均相酯化催化剂PW12/高岭土,将其用于异丁酸与正丁醇的催化酯化合成异丁酸丁酯,考察了高岭土以及催化剂的焙烧温度、焙烧时间和磷钨酸与高岭土的质量比等因素对异丁酸丁酯酯化率的影响,并采用FTIR技术对载体、活性组分及催化剂进行了表征。结果表明,催化剂适宜的制备条件为:高岭土600℃下焙烧2 h、催化剂250℃下焙烧4 h、磷钨酸与高岭土质量比为2∶1,异丁酸丁酯的酯化率可达96.21%。

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%。

NaY型分子筛负载PW_(12)催化肌苷合成四乙酰核糖的研究

对NaY型分子筛负载PW12 催化肌苷合成 1,2 ,3 ,5 O 四乙酰 β D 呋喃核糖进行了研究。结果表明 :0 5gPW12 /mLH2 O的水溶液等体积浸泡NaY型分子筛 30h ,烘干后于 430℃焙烧 2 8h ,制得催化剂。 3 0g肌苷 (11 2 3mmol)和 0 45g催化剂混合物中加入 2 4g乙酸酐 (0 2 5 5mol)在 138℃下搅拌回流反应 6 5h ,1,2 ,3,5 O 四乙酰 β D 呋喃核糖的收率达到 92 3 %。

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.

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%.

以H_3PW_(12)O_(40)为底物制备具有光催化活性的WO_3

以H3PW12O40固体和PVA/H3PW12O40电纺纤维为基底,在不同的温度下进行焙烧,制备了WO3颗粒和超细的WO3纤维。场发射扫描电镜(FE-SEM)、X-射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)等表征手段对WO3的形貌和内部结构进行测定,结果表明WO3纤维为单斜晶系,而WO3颗粒为单斜与斜方晶系共存的结构。依据紫外漫反射(UVDRS)数据计算了不同形貌WO3的禁带隙宽;在365nm波长的光照射染料,小尺寸的WO3具有较高光催化活性,并对其光催化反应机理进行了探讨研究。