化学工程与工艺专业创新实验——碱性水热法酸性制备MCM-41分子筛

MCM-41中孔分子筛具有相当大的潜在价值.该文在碱性条件下,采用水热晶化法,以硅酸钠为硅源,表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为结构模板剂,成功合成出MCM-41中孔分子筛.采用XRD,IR,TG等表征手段研究了合成条件(pH值),凝胶后处理条件(老化时问,晶化时间和焙烧温度)和碱介质的选择对MCM-41结构的影响.     

焙烧温度对钨酸铋光催化剂的影响

本文采用固体漫反射紫外扫描(DRS)、热重(TG)、差示热量扫描(DSC)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等研究了焙烧温度对钨酸铋光催化剂结构的影响.研究表明:焙烧温度对钨酸铋光催化剂具有重要的影响.通过比较,钨酸铋光催化剂的适宜的焙烧温度为873 K,其禁带宽度为2.75 eV.该催化剂可在2 h内使糖蜜酒精废水的色度催化降解89.4%.热分析表明,钨酸铋光催化剂的前驱体分解温度在473~573 K,晶相形成温度在673~820 K之间.催化剂的焙烧温度也影响其表面羟基的含量,873 K焙烧的钨酸铋光催化剂表面富含羟基,而催化剂表面羟基含量直接影响催化剂生成具有强氧化能力的羟基自由基的能力,所以直接影响催化剂的催化活性.     

一种新的湿法钝化多孔硅的方法

采用硫代乙酰胺的HF酸水溶液作为氧化剂对初始多孔硅进行钝化处理,改善了多孔硅表面结构并提高了发光强度.同时研究了钝化电流,钝化温度和钝化时间等一系列因素对钝化多孔硅光致发光强度的影响.实验发现,在60℃恒温下,对样品通电流1 mA/cm2,进行10 min的钝化处理可以获得最强的光致发光,发光强度比初始样品发光强度增强了一个数量级.另外,通过傅立叶红外吸收谱(FTIR)以及X射线光电子能谱(XPS)测试分析,探讨了钝化处理使得多孔硅发光强度提高的原因.     

激光分子束外延ZnO薄膜的缺陷发光研究

利用激光分子束外延方法在温度为573 K的单晶硅(100)衬底上制备了不同氧压条件下的氧化锌薄膜,对其结构和光学特性进行了研究.结果表明:所有的ZnO薄膜都具有很好的C轴择优取向.在氧压为1 Pa时,薄膜紫外发光最强,半高宽最窄(101 meV).变温发光光谱表明:当温度从80 K升至室温时,制备氧压为1 Pa的薄膜未发现可见光发射;而制备氧压为30 Pa的薄膜随着测量温度的降低,出现了可见光发射,并且随着测量温度的降低,与氧空位、氧占位和氧替锌位相关的缺陷发光峰出现红移,而与氧替锌位发光峰相近的锌位缺陷发光峰出现蓝移.     

SiO2干凝胶的制备与光致发光性能研究

目的 为研究SiO2干凝胶的光致发光性能,探讨其发光机理.方法 通过溶胶-凝胶方法 合成SiO2干凝胶发光材料.用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)进行表征,测量其激发和发射光谱.结果 SiO2干凝胶网络结构中含有能够产生结构缺陷的Si-OH和Si-OR基团.它的发射光谱包括峰值位于325 nm的紫外区发射和422 nm,442 nm,590 nm和656 nm的可见光区发射.结论 SiO2干凝胶的发射峰由sol-gel过程中形成的氧空位缺陷、硅悬键和非桥氧中心等缺陷引起.随着退火温度的升高,SiO2网络结构不断完善,缺陷越来越少,发光强度降低.     

聚合物的添加对纯硅MCM-41结构及形貌的影响

以正硅酸乙脂(TEOS)为硅源、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂、聚乙烯醇(PVA)和聚丙二醇(PPG)为助模板剂,合成MCM-41纯硅介孔分子筛,并运用N2吸附和TEM表征技术探讨其性质.结果表明:PVA加入后产物为正六边形形貌的单分散的纳米MCM-41,加入PPG后则生成较长的棒状MCM-41分子筛.     

巯基化MCM-41对水中Hg(Ⅱ)的吸附

利用3-巯丙基三甲氧基硅烷对介孔材料MCM-41进行表面修饰,采用扫描电子显电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线衍射分析仪(XRD)等方法对样品进行表征.并研究了巯基化MCM-41对水中Hg(Ⅱ)的吸附性能,考察了初始浓度、接触时间、温度、pH值和氯离子对吸附性能的影响.结果表明:Hg(Ⅱ)在巯基化MCM-41上的吸附符合假二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型;温度升高有利于巯基化MCM-41对Hg(Ⅱ)的吸附,温度为298和308K时的饱和吸附容量分别为219和258 mg/g,吸附为吸热过程;溶液pH(2.0~7.6)基本不影响Hg(Ⅱ)的吸附,巯基化MCM-41对Hg(Ⅱ)的吸附随氯离子浓度的增加而降低.脱附实验表明,Hg(Ⅱ)在巯基化MCM-41上结合力较强.     

高硅体系中以乙二胺为介质制备MCM-41

研究了在高硅体系中(CTAB∶TEOS∶H2O=0.10∶1∶66.7)利用乙二胺作碱介质制备MCM-41介孔材料.借助XRD,N2吸附-脱附等表征手段,讨论了室温与二次水热处理条件下制得的MCM-41的特性.结果发现,在高硅体系中以乙二胺为碱介质,在室温与二次水热处理条件下得到的MCM-41原样品均具有良好的热稳定性,而二次水热处理得到的MCM-41具有较大的孔径.     

MCM-41/γ-Al2O3复合材料的合成和表征

采用在γ-Al2O3表面附晶生长的方法合成了MCM-41/γ-Al2O3复合材料,考察了表面活性剂用量、投料硅铝比、合成母液pH值等对复合材料中MCM-41结晶度的影响.结果表明,在n(CTMABr)/n(SiO2)大于0.32、硅铝比大于4.68及合成母液pH值为10.5的条件下,合成的MCM-41/γ-Al2O3复合材料中MCM-41的结晶度接近Si-MCM-41.X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和低温N2吸附-脱附表征结果表明,MCM-41/γ-Al2O3是由MCM-41生长于γ-Al2O3的表面而形成的复合材料.MCM-41/γ-Al2O3复合材料中的MCM-41具有较高的热稳定性.     

一种新的湿法钝化多孔硅的方法

采用硫代乙酰胺的HF酸水溶液作为氧化剂对初始多孔硅进行钝化处理，改善了多孔硅表面结构并提高了发光强度、同时研究了钝化电流．钝化温度和钝化时间等一系列因素对钝化多孔硅光致发光强度的影响、实验发现．在60℃恒温下．对样品通电流1mA／cm^2．进行10min的钝化处理可以获得最强的光致发光．发光强度比初始样品发光强度增强了一个数量级．另外．通过傅立叶红外吸收谱(FTIR)以及X射线光电子能谱(XPS)测试分析．探讨了钝化处理使得多孔硅发光强度提高的原因．     

Co掺杂ZnO薄膜的结构及光磁性能研究

采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了Zn1-xCoxO(x=0,0.01,0.03,0.05,0.08,0.12)薄膜.利用显微镜和X射线衍射(XRD)研究了ZnO:Co薄膜的表面形貌和微结构.结果表明,所有ZnO薄膜样品都存在(002)择优取向,尤其是当掺杂浓度为12%时,薄膜c轴择优取向最为显著.振动样品磁强计(VSM)测量表明Zn1-xCoxO薄膜具有室温铁磁性.室温光致发光测量发现,所有样品的PL谱中都出现了较强的蓝光双峰发射和较弱的绿光发射,分析认为这主要是由于Co元素的掺入改变了薄膜的禁带宽度、锌填隙缺陷和氧位错缺陷浓度,其中长波长的蓝光峰和绿光峰都能够通过掺杂进行控制.基于上面的测量结果,探讨了不同波段光发射的机理与掺杂状态之间的关系.     

C3H6和NO在Cu-Al-MCM-41催化剂上的反应和吸附行为

利用XRD、NMR、N2吸附等温线、TPD、原位红外（in situFTIR）和程序升温技术等手段考察了Cu-Al-MCM-41的结构特征、化学吸附性能和催化NO选择性还原的反应活性。经Cu离子交换的Al-MCM-41半未改变载体的结构特征,仍保持长程有序的中孔结构。C3H6和NOCu-Al-MCM-41发生竞争吸附。C3H6在反应中起双重作用：一方面,提供NO选择性还原的还原物种;由于其在催化剂上的吸附而阻抑了NO的吸附。     

硅铝分子筛催化剂上邻苯二酚o-烷基化合成愈创木酚反应性能

采用水热法合成了不同Si/Al比的MCM-41介孔材料, 研究这些材料在以邻苯二酚和甲醇为原料气相法一步合成愈创木酚反应中的催化性能, 并与几种微孔分子筛的催化活性进行比较, 考察了孔径、 酸强度和酸量对反应性能的影响. 结果表明, Si∶Al=100的MCM-41材料表现出较好的催化性能, 样品较大的孔径和一定量弱酸中心的存在对反应有利.     

纳米MCM-41分子筛微球的制备及结构表征

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸四乙酯为硅源合成MCM-41分子筛.利用XRD、SEM、FT-IR、TEM和N2吸附-脱附等表征手段探究不同的反应温度及老化时间对MCM-41分子筛形貌、粒径及结构的影响.结果显示:当反应温度在2080℃时,合成的纳米MCM-41分子筛的颗粒形貌呈球形,随着温度的升高,球形颗粒的直径逐渐增大,当温度升高到110℃时,MCM-41分子筛呈现出不规则的颗粒形貌;当老化时间为015h时,纳米MCM-41分子筛的单分散度较好,但随着老化时间的增加,粒径也在增加,同时颗粒团聚也比较严重.通过对纳米球形MCM-41分子筛形成机理的分析,得出合成纳米MCM-41分子筛微球的最优条件.     

燃烧法合成长余辉材料CaWO4：Eu^3＋及其发光性能

为探索用燃烧法合成掺加SiO2的长余辉材料CaWO4∶Eu^3＋,以H3BO3为助熔剂,NH4NO3为氧化剂,柠檬酸（CA）为还原剂,掺加正硅酸乙酯（TEOS）,研究了NH4NO3,柠檬酸,TEOS的最佳添加量及其对长余辉发光材料的发光性能的影响.使用X射线衍射仪,荧光/磷光发光分光光度计测试了其晶相,激发和发射光谱以及发光强度.X射线衍射检测结果表明：在500℃时得到CaWO4∶Eu^3＋长余辉材料,800℃的发光效果相对最好.荧光/磷光发光分光光度计检测结果表明：最佳摩尔比nCa^2＋∶nCA∶nNH4NO3∶nTEOS是1∶2.75∶20.63∶5.添加TEOS能显著提高CaWO4∶Eu^3＋的发光性能.     

中孔MCM-41分子筛的合成与表征

用廉价的工业品表面活性剂十八烷基三甲基氯化铵作模板剂，在Ｎａ２－Ｏ－ＳｉＯ２－Ｃ１８ＴＭＡ－Ｈ２Ｏ的四元水热体系中合成出中孔ＭＣＭ－４１分子筛，并考察了反应物配料比对产物相对结晶度的影响，同时用ＸＲＤ，ＳＥＭ，ＩＲ，ＴＧ／ＤＴＡ，Ｎ２吸附等温线及其孔径分布曲线等测试手段对其物化性能进行了表征。实验结果表明：用工业品表面活性剂代替试剂作模板剂同样能合成出高质量的中孔ＭＣＭ－４１分子筛。     

Synthesis and Electrochemical Studies on LiCoVO_4 Surface Modified with La_2O_3 for Lithium-ion Cells

1 Results An inverse spinel LiCoVO4 cathode material was synthesized by a citric acid-urea polymeric method, calcined at 773 K for 5 h. The synthesized LiCoVO4 sample was surface modified with various wt.% of La2O3 by a polymeric process, calcined at 873 K for 2 h. The samples were characterized by XRD, FTIR, SEM, and TEM techniques. XRD patterns exposed that single-phase crystallinity occurred when they were heated at 773 K for 5 h in air. For the La2O3 coated samples, there was no evident signal corre...     

MCM—41中孔分子筛的全微波辐射快速合成

采用正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）作硅源,十六烷基溴化铵（ＣＴＡＢｒ）作为模板剂,首次通过全微波辐射法合成了ＭＣＭ－４１中孔分子筛,用ＸＲＤ,ＴＧ,ＩＲ和ＳＥＭ等实验技术进行了表征．结果表明,此法合成时间短,晶化只需１０～１５ｍｉｎ,焙烧脱模也仅需１ｈ左右．本实验条件下,所得分子筛晶粒分布均匀,晶形以球状为主,晶粒大小约为１０μｍ．全微波辐射合成法,具有工艺简单,操作方便,省电节能,产品收得率高等特点．它可能为ＭＣＭ－４１中孔分子筛的快速合成,探索出一条新的途径．     

强酸性和水热稳定的MCM-41分子筛的合成

以ZSM 5沸石分子筛为原始硅铝源,在碱性条件下,通过水热法合成出了孔壁含有ZSM 5预结构单元的MCM 41介孔分子筛。采用XRD、N2 吸附脱附、FT IR和NH3 TPD等表征手段对样品进行分析,结果表明该分子筛是含有ZSM 5 沸石预结构单元的六方晶相结构,该介孔分子筛的孔壁明显厚于常规方法合成的MCM 41,具有较高的水热稳定性和较强的酸性。