Fe,V取代SBA-15分子筛的合成及其对苯羟基化反应的催化

用水热法合成了铁、钒双金属取代的SBA-15分子筛(FVS).通过XRD,TEM,N2吸附-脱附等技术表征,证实了该材料具有高度有序的二维六方结构.ESR、紫外可见光谱结果表明铁和钒以高度分散的四配位状态存在于分子筛的骨架中.在以分子氧为氧化剂的苯羟基化反应中铁、钒双金属取代的SBA-15分子筛表现出很高的催化活性,苯酚的产率达到了14.5%.

表面含磺酸基的介孔分子筛SBA-15-SO_3H的直接合成

采用水热法直接合成了含磺酸基的介孔分子筛SBA 15 SO3H .XRD表征结果表明 ,该分子筛具有规则的、六方立柱形的中孔结构 ,通过酸碱滴定和XRD确定了正硅酸乙酯 /有机硅的最佳合成配比为 9(α =0 1) .2 9SiMASNMR固体核磁结果表明 ,含磺酸基的有机基团Si (CH2 ) 3 SO3H中的硅与SBA 15骨架上的氧通过Si O键结合 ,形成稳定的有机 /无机组成 ,FT IR谱表明 :在SBA 15 SO3H表面含有质子酸中心 SO3H .N2 吸附 脱附和TEM结果表明 ,SBA 15 SO3H具有较大的比表面积、孔容和孔径 ,孔大小是单一的 ,孔分布是高度有序的 .酯化反应结果表明 ,与后合成法相比 ,直接法合成的催化剂既具有较高的稳定性 ,又具有简便。

一锅法合成介孔材料Fe-SBA-15及其对Friedel-Crafts苄基化反应的催化性能

采用尿素作为pH值自调节剂,一锅法合成了Fe-SBA-15催化剂.X射线衍射和N2吸附-脱附等温线结果表明,Fe-SBA-15具有与SBA-15相似的介孔结构.紫外-可见光谱结果表明,Fe-SBA-15样品在550℃焙烧后Fe元素主要以四配位形式存在.活性测试结果表明,Fe-SBA-15对苯及其衍生物的Friedel-Crafts苄基化反应具有优异的催化性能.例如,在反应温度为70℃和苯/苄基氯摩尔比为14.4的条件下,催化剂上苄基氯完全转化所需的时间为20～70min,二苯甲烷的选择性为97.8%～100%.随着反应温度的升高和Fe含量的增加,苄基氯的转化率逐渐升高;随着苯/苄基氯比的减小,苄基氯完全转化所需的时间逐渐延长.

介孔分子筛SBA-15的改性研究进展

从金属改性、酸改性和氧化物改性三方面综述了介孔分子筛SBA-15的改性研究进展,重点介绍了SBA-15表面功能化后引入金属改性的方法。评述了金属纳米粒子的制备对改性的SBA-15催化剂催化性能的影响。

SBA-15介孔分子筛表面的磺酸基改性及其催化性能

采用后合成方法 ,将含有巯基的化合物 3 巯丙基三甲氧基硅烷 (MPTMS)键合在大孔径、厚孔壁的新型纯硅介孔分子筛SBA 15表面上 ,经氧化和酸化后得到含有强酸性的磺酸基团的固体酸催化剂SBA 15 SO3 H .用X射线衍射、红外光谱、固体核磁共振及热失重等方法对改性前后的SBA 15样品进行了表征 .结果表明 ,改性后SBA 15分子筛的结构未发生变化 ,MPTMS键合于分子筛的表面 ,改性后的分子筛具有质子酸中心 .SBA 15 SO3 H催化剂对十八碳烯酸与甲醇的酯化反应具有较高的活性 。

W-SBA-15介孔分子筛的直接合成及其对环己烯环氧化反应的催化性能

分别以Na2 WO4和H2 WO4为钨源,以正硅酸四乙酯为硅源直接合成了W SBA 15介孔分子筛样品,并用小角XRD ,N2吸附,FT IR ,UV Vis,SEM和XRF等手段对合成的分子筛进行了表征.结果表明,只用P12 3(EO2 0 PO70 EO2 0 )为模板剂时,分子筛中钨的含量只是投料量的一半;而以P12 3和十六烷基三甲基溴化铵为混合模板剂时,钨能有效地掺杂到SBA 15分子筛中.当原料中的Si/W摩尔比为4 0时,W SBA 15分子筛中的钨物种以高度分散状态存在,且以H2 WO4为钨源比以Na2 WO4为钨源更易将钨掺杂到SBA 15介孔分子筛中.W SBA

Al-SBA-15介孔分子筛的合成、表征及其在苯酚叔丁基化反应中的催化性能

通过嫁接的方法合成了AlSBA15介孔分子筛,用X射线衍射、透射电子显微镜、低温N2吸附和NH3程序升温脱附等方法进行了表征,并研究了其在苯酚叔丁基化反应中的催化性能.结果表明,AlSBA15保持了母体SBA15高度有序的六方介孔结构,具有较强的酸性,且在苯酚叔丁基化反应中表现出比AlMCM41更好的催化活性和2,4二叔丁基苯酚选择性.

PW/SBA-15负载型催化剂的性能研究

合成、表征了一系列 SBA-1 5负载 H3PW12 O4 0 ( PW)催化剂 .负载量高达 60 %以上时 ,XRD仍未检测到催化剂上有 PW晶相峰 .负载后 PW保持其 Keggin结构 ,但与载体之间存在较强的相互作用 .通过改变PW负载量可调变催化剂的酸性 。

介孔分子筛催化剂Co-Mo/SBA-15的制备及其加氢脱硫性能

以介孔分子筛SBA-15为载体,采用浸渍法制备了Co-Mo/SBA-15催化剂。采用XRD、BET、FT-IR、TEM等测试手段对样品进行了分析。用0.5%二苯并噻吩(DBT)的环己烷溶液为模型化合物,在固定床反应器上评价了Co-Mo/SBA-15的催化活性。结果表明,担载金属后的SBA-15分子筛仍然具有高度有序的二维六方介孔结构,金属颗粒高度分散。当MoO3的负载量增加到25%时,分散度有所降低,部分MoO3以聚集态存在于载体表面。含5%CoO和25%MoO3的Co-Mo/SBA-15催化剂具有最高的加氢脱硫活性,硫质量分数由490μg/g降至11μg/g,DBT的脱硫率可达97.75%。

铜锰基SBA-15催化剂的制备及其甲苯燃烧消除的催化性能

以介孔分子筛SBA-15为载体,采用浸渍法分别制备了Cu、Mn和CuMn(物质的量比为1∶1)的质量分数为5%～17%的Cu/SBA-15、Mn/SBA-15和CuMn/SBA-15催化剂,以及Ce质量分数为2.5%～7%、CuMn(物质的量比为1∶1)质量分数为12%的Ce/CuMn/SBA-15催化剂,在常压固定床反应器上评价了这些催化剂对甲苯催化燃烧的反应性能,用X-射线衍射、透射电镜、程度升温还原等分析手段对催化剂的结构进行了研究。活性评价结果表明,Cu质量分数大于12%时,Cu/SBA-15催化剂具有好的活性;Mn质量分数大于8%时,Mn/SBA-15催化剂具有好的活性;CuMn质量分数大于8%时,CuMn/SBA-15催化剂具有好的活性。并且相同Cu、Mn质量分数的双组分催化剂比单组分催化剂的活性要好,在Ce/CuMn/SBA-15催化剂中,Ce质量分数为2.5%～3.5%时,能提高催化剂的活性。结构研究表明,所有催化剂的SBA-15介孔结构仍然保持,并且Cu、Mn等活性组分都已分散在SBA-15分子筛的孔道中。在Ce/CuMn/SBA-15催化剂中,Ce质量分数小于5%时能促进CuMn的分散,并且提高了催化剂的氧化还原能力。

Fe_xO_y/SBA-15介孔分子筛的合成以及性能研究

在酸性溶液中利用溶胶凝胶-pH值控制两步法直接合成FexOy/SBA-15介孔分子筛,同时利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、小角度X射线衍射(Low-angle XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及振动样品磁强计(VSM)对制备的各种SBA-15介孔分子筛进行结构以及性能的测试、表征。结果显示FexOy均匀地分散在SBA-15的骨架中,而且会对SBA-15介孔分子筛起钉轧作用。而后着重研究了FexOy的加入对SBA-15介孔分子筛的热稳定性、催化特性以及磁学性能的影响。FexOy的引入可以增加制备的SBA-15介孔分子筛的热稳定性;FexOy的引入可以改善SBA-15介孔分子筛的催化活性,得到了开口的、石墨化程度较好的纳米碳管。FexOy的引入使SBA-15介孔分子筛具有明显的铁磁性。

介孔分子筛SBA-15的合成与表征

以三嵌段共聚物P123为模板剂、正硅酸乙酯为硅源,水热合成了介孔分子筛SBA-15,利用N2吸附-脱附、XRD、TEM等手段对其进行了表征,并考察了SiO2/P123摩尔比、反应溶液酸度、共溶剂等因素对其结构的影响.结果表明,随着SiO2/P123摩尔比的增加,介孔分子筛SBA-15的比表面无显著变化,孔径、孔容逐渐减小;随着反应溶液酸度的增强,样品比表面无明显变化,而孔径、孔容则明显变大;不同共溶剂的扩容效果不一,其中三甲苯的效果最佳.

La-SO4^2-改性SBA-15分子筛的制备、表征及催化合成乙酸正丁酯

用固体研磨法对 SBA-15分子筛进行 La-SO_4^(2-)改性,制备了 La-SO_4^(2-)改性 SBA-15分子筛(La-SO_4^(2-)/SBA-15)催化剂,采用 X 射线衍射、红外光谱和低温 N_2吸附-脱附、热重-差热分析、NH_3-程序升温脱附等方法对 La-SO_4^(2-)/SBA-15催化剂进行了表征。表征结果显示,La 已进入 SBA-15分子筛中,制得的 La-SO_4^(2-)/SBA-15催化剂保持高度有序的二维六方介孔结构。用 Hammett 指示剂法测得 La-SO_4^(2-)/SBA-15催化剂的表面酸强度(H_0)为2.77<H_0≤3.30,酸量为0.597 2 mmol/g。采用 La-SO_4^(2-)/SBA-15催化剂催化合成乙酸正丁酯,优化的合成反应条件为:n(冰乙酸):n(正丁醇)=1:1.4,催化剂用量为冰乙酸质量的7.5%,反应时间为120 min,在此条件下酯化率为90.6%。

CuO/SBA-15催化剂上巴豆醛选择性加氢

通过γ-氨丙基三甲氧基硅烷(APTS)偶联与Cu2+离子络合两步法将CuO负载到介孔分子筛SBA-15上,制得CuO/SBA-15催化剂,考察了催化剂的巴豆醛选择性加氢反应性能.通过X射线粉末衍射、氮气吸脱附和程序升温还原(TPR)技术对催化剂进行了表征.结果表明,SBA-15分子筛负载CuO后保持原有的介孔结构,但是孔容和比面表积随着CuO负载量的增大而下降.TPR结果表明CuO/SBA-15系列催化剂有三种CuO物种:高分散CuO、晶相CuO和进入SBA-15分子筛骨架的Cu2+.高分散CuO物种对巴豆醛加氢反应的催化活性最高,晶相CuO物种次之,而进入SBA-15分子筛骨架的Cu2+物种几乎没有活性.

介孔SBA-15分子筛对苯酚的吸附性能

针对废水中苯酚的脱除,研究了硅基介孔分子筛SBA-15对苯酚的吸附,并与活性炭进行了对比;采用XRD和N2吸附-脱附法对SBA-15分子筛和活性炭进行了表征。与活性炭相比,SBA-15分子筛的比表面积虽小,但其具有丰富的介孔,使其达到吸附平衡所用的时间较短且饱和吸附量较大。SBA-15分子筛对苯酚的吸附可用Langmuir和Freundlich等温吸附方程描述,其中Langmuir等温吸附方程具有更好的相关性。分别采用拟一级和拟二级反应模型考察了SBA-15分子筛对苯酚的吸附动力学,拟二级反应模型与实验数据之间有很好的相关性。热力学参数的计算结果表明,SBA-15分子筛对苯酚的吸附过程是放热和自发的过程,且以物理吸附为主。

介孔分子筛SBA-15在催化领域的应用进展

从负载固体酸催化剂、金属和金属氧化物以及手性催化剂三方面综述了介孔分子筛SBA-15在催化领域应用的研究进展;并展望了介孔分子筛SBA-15在催化领域的研究方向。

WO_3/SBA-15催化剂的制备及其氧化脱硫性能

以介孔SBA-15分子筛为载体,采用两种不同钨源(H_2WO_4和H_2C_2O_4、H_2WO_4和H_2O_2)通过浸渍法制备了WO_3/SBA-15催化剂;采用X射线衍射和傅里叶变换红外光谱法对介孔SBA-15分子筛和WO_3/SBA-15催化剂进行了表征;以硫含量为500μg/g的模拟汽油为原料进行氧化脱硫反应,反应后油相用1-甲基-2-吡咯烷酮萃取,考察了萃取剂用量、催化剂用量、氧化反应温度和反应时间对脱硫率的影响。表征结果显示,WO_3/SBA-15催化剂有规则的二维六方介孔结构,WO_3在载体上高度分散。实验结果表明,以H_2WO_4和H_2C_2O_4为钨源制备的WO_3/SBA-15催化剂的脱硫效果较好,在反应温度320 K、反应时间120 min、模拟汽油60 mL、催化剂用量0 12 g、双氧水0.57 mL、萃取剂与模拟汽油体积比0.50、萃取时间5 min的条件下,脱硫率可达94.05%。

镧(Ⅲ)对SBA-15分子筛改性研究

借助水热法,利用三嵌段共聚物聚(1,2-亚乙基二醇)-嵌段-聚(丙二醇)-嵌段-聚(1,2-亚乙基二醇)为模板剂,正硅酸四乙酯为硅源,强酸性条件下制备了分子筛SBA-15.分别以水及水+乙醇为介质采用LaCl3溶液与煅烧的主体材料SBA-15分子筛固-液相交换法,制备了La-(SBA-15)复合材料.利用化学分析、粉末XRD、N2吸附技术、IR评价了制备方法的有效性及对SBA-15分子筛孔结构的影响.结果表明,镧已并入SBA-15分子筛中,SBA-15内表面上的硅羟基团是镧进入的主要位置,部分客体在分子筛孔道内.制得的材料La-(SBA-15)保持高度有序的介孔二维六角结构,不改变载体SBA-15的介孔孔道结构.此外,考察了La-(SBA-15)产物的发光现象.

Zn-SO_4^(2-)/SBA-15制备、表征及催化合成月桂酸甲酯

采用无溶剂法将ZnO,(NH4)2SO4与煅烧的主体材料SBA-15分子筛进行人工研磨混合后焙烧,制备了Zn-SO24-/SBA-15改性介孔分子筛。并采用X射线衍射、红外光谱、N2吸附-脱附、TG分析方法对试样进行了表征,结果表明,制得的Zn-SO42-/SBA-15保持高度有序的介孔一维六角结构。用Hammett指示剂法测定了催化剂ZnO-SO42-/SBA-15表面酸强度为2.8~3.3,酸量为2.42 mmol/g。并将催化剂用于月桂酸与甲醇的酯化反应中,采用正交实验确定较佳的工艺条件为:反应时间为10 h,n(月桂酸)/n(甲醇)为1∶15,催化剂质量为1.0 g,在此条件下月桂酸甲酯的反应收率为85.4%。实验表明所合成的固体酸催化剂具有良好的催化性能。

SBA-15的改性及催化文冠果油制备生物柴油

以介孔分子筛SBA-15为载体,采用直接合成法和后合成法镀饰Al后再负载碱金属盐KNO3,制得负载型固体碱催化剂KNO3-AlSBA-15和KNO3-Al-SBA-15。用XRD、BET、SEM以及CO2-TPD对催化剂进行表征。结果表明:在SBA-15上镀饰Al可以保护分子筛的介孔结构;进一步负载KNO3,能够增强催化剂的碱性。将其应用于催化文冠果油酯交换制备生物柴油,结果显示催化剂KNO3-Al-SBA-15的催化活性最好,优于传统均相催化剂,所得生物柴油产率可达92%,重复使用多次仍具有较好的催化效果。