甲基锡-分子筛杂化材料的合成及表征

在真空条件下考察了几种典型沸石分子筛(HY、Hβ、HZSM-5、MCM-41)的洁净表面与四甲基锡化合物的化学反应性能.用元素分析、in situ FTIR、ICP、GC、TPD-MS等方法研究了反应的化学计量关系以及气相和固相产物的组成及热稳定性.探讨沸石分子筛表面与四甲基锡金属有机基团接枝反应的基本规律.研究结果表明:SnMe4与分子筛的接枝反应的难易与分子筛的结构和酸性密切相关,其与HY、Hβ、HZSM-5、MCM-41分子筛发生反应的最低温度分别为193、183、223、343 K.接枝物种的热稳定性也大不相同,热稳定程度依次为SnMe3/MCM-41＞ SnMe3/HY＞ SnMe3/Hβ＞ SnMe3/HZSM-5.     

酸处理HZSM-5负载Cu催化剂的制备及其催化性能

用H2SO4对HZSM-5分子筛进行处理,然后作为载体由浸渍法负载Cu制备Cu/HZSM-5催化剂,在富氧条件下考察其对于丙烯选择还原NO反应的催化活性.实验结果表明,用H2SO4处理HZSM-5有利于提高Cu/HZSM-5的催化活性.用3mol/L的H2SO4溶液处理HZSM-5、负载上4%Cu的Cu/HZSM-5活性最高,可以使NO的转化率在275℃时达到99.8%,在600℃时还接近50%.     

水热一步法制备α-磷酸氢锆

以Zr OCl2·8H2O和磷酸溶液为反应原料,通过水热一步法合成了具有层状结构的α-磷酸氢锆(α-Zr P)晶体.采用通过FT-IR、SEM和XRD对产物进行表征,考察了磷酸溶液浓度(3,6 mol·L-1)对α-Zr P的产率、晶形、结晶度、粒径大小及分布的影响.结果表明,通过水热一步法可以制得具有六边菱形层状结构的高结晶度的α-Zr P;采用3 mol·L-1磷酸溶液合成的α-Zr P-3M产率为88.1%,粒径分布宽,粒径分布范围为100~500 nm;采用6 mol·L-1磷酸溶液合成的α-Zr P-6M产率为95.8%,粒径分布窄,粒径均为500 nm左右.     

层状α-磷酸锆的制备和烷二胺插层α-磷酸锆及其结构表征

在常温常压下用HF直接沉淀法制取α-磷酸锆(α-ZrP),并采用粉末X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等手段对α-磷酸锆的结构进行表征.结果表明,α-磷酸锆的结晶度较高,晶相比较单一,层间距为0.77nm.晶体结构中有—HPO4基团存在.并分别在不同条件下把烷二胺插入α-磷酸锆层间,研究了它的插层性能.     

α,β-不饱和羰基锆化合物的合成及其在高选择合成中的应用

由端炔和Cp2Zr(H)Cl(Cp=η^5－C5H5）及CO反应，得到α，β－不饱和基锆化合物，进而与芳基硫氯反应，合成了α，β－不饱和羧酸硫酯，产率中等对良好。     

MgO修饰的HZSM-5分子筛对甲苯甲醇烷基化反应性能的影响

采用浸渍法制备了系列MgO修饰的HZSM-5分子筛催化剂，通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)、吡啶红外(Py-IR)等方法对修饰前后的HZSM-5分子筛催化剂进行表征，并在固定床反应器上对催化剂的性能进行评价.结果表明：MgO的修饰并未对HZSM-5分子筛的晶体结构有明显影响，但是部分MgO优先覆盖了分子筛表面的强酸位，从而降低了分子筛的酸强度，并改变了B酸/L酸比例；同时由于MgO堵塞部分孔道造成分子筛比表面积降低，进一步降低了分子筛表面酸性位的数量，影响甲苯甲醇烷基化反应性能和产物分布.MgO修饰后的HZSM-5分子筛，虽然使甲苯转化率降低，抑制了甲苯歧化反应、深度烷基化反应和缩聚反应的发生，但是有利于对二甲苯和乙基甲苯的生成，表现出一定的择形催化性能.     

微波辅助法合成磷酸锆铜及其光催化性能

采用微波辅助加热法,以ZrOCl_2、NH_4F、CuCl_2及NaH_2PO_4为原料,水为溶剂,一步法制备磷酸锆铜(CuZr(PO_4)_2·4H_2O).运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和比表面积及孔隙分析仪(BET)等对产物的微结构、元素组成、比表面积和光学性能等进行了表征,同时考察了不同的合成条件对磷酸锆铜微观结构与形貌的影响.结果表明,当[Zr4+]=0.005mol/L,n(Cu)/n(Zr)=1,n(F)/n(Zr)=6,n(P)/n(Zr)=20,pH值为4.8时,在90℃条件下反应30min,可得到尺寸均一、由纳米片插层组成的类线团形貌的磷酸锆铜颗粒.对不同形貌的磷酸锆铜进行了光催化测试,试验结果表明,磷酸锆铜在紫外可见光的照射下对罗丹明B有一定的光催化效果,反应体系加入H2O2后,催化效率大幅提高,在pH值为5.0~9.0的条件下磷酸锆铜与H2O2表现出较好的协同催化性能.     

不同类型分子筛对甲缩醛的催化性能

在间歇反应方式下, 研究了以甲醛和甲醇为原料合成甲缩醛反应所需的催化剂. 在30 ℃, 醛醇摩尔比为1∶2, 加入5%（质量分数）的催化剂条件下, 考察了HY, HM , Hβ, γ-Al₂O₃和 HZSM-5等催化剂对该合成反应的催化效果, 从中优选出HZSM-5. 进一步对不同硅铝比和 不同交换度的HZSM-5进行评价. 实验结果表明, 硅铝比为38, 交换4次的HZSM-5分 子筛对该 合成反应具有良好的催化作用, 甲醛的转化率为45%, 甲缩醛的选择性达99%. 该催化剂经 20次重复使用, 甲醛的转化率、 甲缩醛的选择性无明显变化, 表现出良好的催化稳定性 .     

基于Hb/α-ZrP生物纳米复合物的亚硝酸盐传感器

本研究利用插层组装手段,制备了Hb/α-ZrP生物纳米复合物,并构建了一个基于Hb/α-ZrP的亚硝酸盐生物传感器.该Hb/α-ZrP二元复合物经过X-射线粉末衍射、扫描电子显微镜、红外光谱及圆二色谱表征,结果表明血红蛋白(Hb)以单层形式插入α-磷酸锆(α-ZrP)层间,并且,插入α-ZrP层间后,Hb的蛋白构型仍然...     

分子筛催化苯和低浓度Cl_2混合气制氯化苯的性能

以HCl为Cl源经催化氧化,制备不同组成的HCl和Cl_2等的混合气体。考察在分子筛催化下混合气体中Cl_2浓度对苯氯化反应速率和Cl_2利用率的影响。比较不同氢型分子筛HY、HZSM-5、Hβ和稀土改性Y型分子筛(REY)的孔道结构、酸性对苯氯化反应的催化性能。通过BET、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、吡啶吸附傅里叶红外光谱(Py-FT-IR)等技术对催化剂进行表征。结果表明:混合气体中Cl_2浓度对苯氯化反应影响很小,分子筛的孔道结构及其酸种类是影响苯转化率的关键因素;Hβ分子筛由于其具有三维特殊孔道、合适的酸强度和较多的Lewis酸(L酸)酸量,其催化活性明显优于HY、HZSM-5分子筛;REY分子筛含L酸最多,催化活性最高。当Cl_2质量分数为15%,反应3 h时,在REY分子筛催化下,氯化苯的平均生成速率为8.4 g/(g·h)。     

疏水性固体酸H3PW12O40/HZSM-5催化合成丙烯酸正丁酯

制备了负载型疏水性固体酸催化剂H₃PW₁₂O₄₀/HZSM-5，并将该疏水性固体酸催化剂用于丙烯酸（简称AA）与正丁醇的酯化反应中。结果表明，硅铝摩尔比为60的HZSM-5负载质量分数为40％的H₃PW₁₂O₄₀，180℃干燥2h，H₃PW₁₂O₄₀/HZS-5催化剂的活性最高，丙烯酸转化率可达96.44％。H₃PW₁₂O₄₀/HZSM-5催化剂循环使用4次，丙烯酸的转化率仍保持在71.98%。采用XRD、FTIR以及原位红外对催化剂的结构和酸性进行了表征，测试结果均表明H₃PW₁₂O₄₀较好的分散于HZSM的表面，在催化剂表面存在Lewis酸和Brnosted酸，且其负载型疏水性固体酸H₃PW₁₂O₄₀/HZSM-5的酸量、催化活性和疏水性能均高于单组分H₃PW₁₂O₄₀。     

固体酸Zr(SO4)2·4H2O催化制备生物柴油

采用新型固体酸Zr(SO₄)₂·4H₂O替代传统的液体酸、碱催化剂，催化大豆油与甲醇的酯交换反应，制备生物柴油。考察了醇油摩尔比，催化剂用量，反应时间等因素对转化率的影响。采用气相色谱跟踪反应进程中各组分含量分布。优化出该反应最适宜的操作条件为：醇-油摩尔比6∶1，催化剂用量占原料油质量的3%，反应时间6h，反应温度65℃.在此条件下生物柴油的收率可达96.6%。制得的生物柴油与中国0^#柴油(GB 252—1994优级品)的主要性能指标接近。     

不同分子筛上正辛烷反应性能的研究

以正辛烷为模型化合物,在连续微型反应器装置一上考察了负载金属Ni的HzsM-5、HFER、SAPO-11、Hp和HY一系列分子筛催化剂的异构化和芳构化性能。试验到果表明,S议Al比不同而孔结构相同的N训HZSM-5具有相近的反应产物分布,液收和lI$氢异构化选择性随着S“Al比的增大而增加;孔径越大,分子筛的异构化和芳构化选择性越高,N订HY催化剂的异构化和芳构化选择性分别为41.83%和3.4%。高S订Al比的N议HzSM-5催化剂具有较高的反应活性和抗结焦能力,同时具有相时较好的异构化和芳构化性能。     

HZSM-5分子筛的改性及其催化裂解废轮胎制备低碳烯烃

用不同浓度氢氧化钠溶液对硅铝比为200的商业HZSM-5分子筛进行了扩孔改性,利用粉末X射线衍射、扫描电镜、NH₃程序升温脱附和N₂吸脱附对改性分子筛的晶体结构、孔结构、形貌和酸性进行了表征,考察了改性HZSM-5分子筛在催化裂解废轮胎反应中的性能.结果表明,通过改变氢氧化钠溶液的浓度,可以一定程度调控分子筛晶体的孔结构和酸量.随着碱浓度增大,改性HZSM-5分子筛平均孔径增大,而介孔孔容和酸量先增加后减少.经0.4 mol/L氢氧化钠溶液改性处理后的HZSM-5分子筛催化剂,介孔孔容及酸量最大,其催化裂解废轮胎低碳烯烃选择性最高,达到了32.39%,远高于商业HZSM-5分子筛.      

沸石催化的醋酸和乙醇的气相酯化反应

本文用HZSM-5,HM及HY沸石作催化剂,在固定床反应器内,对醋酸和乙醇的气相酯化反应进行了研究。考察了反应条件对酯化反应的影响,催化剂的表面总酸度与酯化活性的关系。     

硅铝摩尔比对MCM-22的酸性及苯与丙烯烷基化催化性能的影响

以六亚甲基亚胺为模板剂,通过动态水热晶化法合成硅铝摩尔比为20～60的分子筛,采用XRD表征其物相结构;并采用NH₃-TPD,吡啶吸附等方法表征其酸性质;利用气-液固反应和液-固反应,比较不同硅铝摩尔比的MCM-22分子筛在苯与丙烯烷基化反应的催化性能。结果表明:当硅铝摩尔比在30～60时,可以合成出比较纯的MCM-22分子筛,且随着硅铝摩尔比的增加,分子筛的B酸量逐渐增加,所表现出的烷基化活性也随之增加。当硅铝摩尔比为40时,目标产物异丙苯的选择性达最高值,副产物二异丙苯和三异丙苯的摩尔分数最低,但正丙苯的摩尔分数却最高,这与催化剂中B酸量及其所占比例有关。     

催化吸附脱除废气中NO 和SO2催化剂再生条件研究

本文对实验室制备的催化剂脱除废弃中氧化氮和二氧化硫的性能进行了实验研究，优化了实验条件。实验表明在一定的实验条件下适当提高吸附温度有利于提高催化剂的催化吸附性能，在实验条件下其最佳的催化吸附温度为120℃；压力对催化剂的吸附性能影响不明显。在温度为120℃、空速2000h-1和常压条件下，多次吸附和再生实验结果表明该催化剂具有好的稳定性能，基本表征结果也证明催化剂具有稳定的结构。     

异丙苯裂解反应动力学及HZSM—5沸石表面酸性的表征

采用脉冲微反色谱法研究在ＨＺＳＭ－５沸石上异丙苯裂解反应动力学，求是反应速率常数、活化能、吸附平衡常数和吸附热，并以该反应探针，对没硅铝比的ＨＺＳＭ－５沸石的表面酸性进行了表生上异丙苯裂解结果表明：随Ｓｉ／Ａｌ比的减少，ＨＺＳＭ－５沸石表面酸性增加。     

以空心SiO2为载体的蛋壳型贵金属Pd催化剂的制备及表征

以空心SiO₂为载体采用浸渍法制备了一系列蛋壳型贵金属Pd催化剂和Ca-Pd 催化剂，应用TEM，XRD和EDS方法表征催化剂。结果表明，贵金属Pd不仅能够负载到空心SiO₂载体上，分散也比较均匀，且粒径较小，Pd/SiO₂催化剂上Pd的粒径约为7 nm，Ca-Pd/SiO₂催化剂上Pd的粒径约为5 nm。在蛋壳型催化剂Pd/SiO₂ 中加入助催化剂Ca能够形成蛋壳型Ca-Pd复合催化剂。空心SiO₂可以作为蛋壳型贵金属Pd催化剂载体。催化活性评价结果表明，蛋壳型复合催化剂Ca-Pd/SiO₂的催化活性和甲醇的选择性较纯Pd催化剂有了较大幅度的提高，其中催化活性提高了7倍。