沸石分子筛的表面定向生长与组装

沸石分子筛阵列或薄膜在膜分离、膜催化、化学传感器与微电子器件等领域有广泛的应用前景. 原位水热合成和载体表面的晶粒自组装是制备沸石分子筛阵列和薄膜的两种主要方法, 近年来受到国内外科技工作者的普遍关注, 取得了很多突破性进展. 对于原位水热合成法, 可以通过载体表面的改性或合成条件的调控来实现沸石分子筛晶体在载体表面的定向成核、生长, 最终获得单一取向的多晶沸石分子筛阵列或薄膜. 对于载体表面的晶粒自组装过程, 可以通过不同的结合方式将沸石分子筛晶粒组装到载体表面, 实现膜层微结构的调控, 制备出结构有序的沸石分子筛阵列或薄膜. 对近年来国内外在沸石分子筛晶体表面定向生长和组装方面取得的重要结果进行总结与评述, 内容涉及: (1) 在原位水热条件下通过载体表面植入功能基团、改变载体表面微结构以及调变合成液组成等措施, 获得高度取向的沸石分子筛阵列或薄膜; (2) 利用共价键、离子键和分子间键作用在载体表面组装沸石分子筛晶粒, 制备高度覆盖、结构有序的晶体阵列或薄膜; (3) 表面组装与微接触印刷、光刻技术结合制备图案化的沸石分子筛阵列或薄膜. 最后介绍了分子筛阵列和薄膜的一些功能和应用, 并对沸石分子筛表面定向合成与组装研究需要进一步关注的若干问题进行了展望.     

分子筛上的Demyanov重排

固体酸催化是目前有机催化合成中迅速发展的领域,分子筛已是有机实验室中常用的试剂。在液相中,它可催化频呐醇重排。本实验表明,合成沸石能催化四氢呋喃甲醇起Demyanov重排扩环成Δ~2-二氢吡喃。实验操作简便,催化选择性高。反应产率随沸石种类而异,一般在90％以上。本法无三废污染,是合成羟基保护试剂Δ~2-二氢吡喃的好方法,纯度和产率均较用氧化铝法高。     

分子筛催化频那醇重排

分子筛在气相条件下催化许多有机反应。但大多数有机合成是在溶液中进行的。因此,分子筛在液相的催化反应有极大的应用价值。过去廿年来,催化工作者致力于该法研究,但产率往往太低。最近,双氯酚的合成方法表明,使用分子筛在液相中催化能得到高产率,这种分子筛有可能加深和扩大分子筛催化反应范围。频那醇可在6当量硫酸或其它酸催化下重排成酮,它也可在250—550℃于气相中进     

点亮沸石分子筛的合成之路

正分子筛,顾名思义是可以筛分分子的材料.之所以能筛分分子,其主要原因是此类材料具有奇特的孔道结构.沸石分子筛是一类具有规则孔道的微孔硅铝酸盐晶体,具有优异的催化、吸附分离和离子交换性能,已被广泛应用于石油炼制、石油化工、精细化工和日用化工等与能源和环境密切相关的重要领域.20世纪60年代沸石分子筛用于催化裂化过程被认为是催化裂化的一次革命,也是沸石分子筛用于催化工业的重大突破.由于其独特的择形催化特性,沸石分子筛已成为当前化学工业中最为重要的固体催化剂材料.目前,全世界每年需要数百万吨的沸石分子筛     

介孔沸石及其催化应用

介孔沸石最近成为催化材料研究领域的热点课题, 这主要是由于它集合了介孔材料以及微孔沸石的优点. 早期的介孔沸石合成方法主要是使用后处理, 包括水热处理、酸处理或者碱处理. 近年来模板的使用成为合成介孔沸石的主要方法, 主要包括介孔碳模板、高分子聚合物、有机硅烷以及纳米无机物等. 本文就模板法合成介孔沸石的进展及其在催化领域方面的应用进行综述, 并探讨今后介孔沸石的研究发展方向.     

合成有序介孔沸石材料取得突破性成果

<正>沸石分子筛材料因其具备有序的微孔结构、大的比表面积、高的水热和热稳定性、丰富的骨架酸中心等优异性能,已在工业催化和吸附分离等领域得到了广泛的应用.狭小且均一的微孔结构虽然在择形催化和选择性吸附等方面表现卓越,但是会限制物质在孔道内的传输和扩散,导致反应系统背压过高或无法催化大分子反应.同时,有序     

分子筛催化萜烯烷氧基化反应的研究——α-蒎烯和β-蒎烯的甲氧基化反应

近来我们对分子筛催化萜烯烷氧基化反应进行了研究。曾报道了氢型丝光沸石催化莰烯、三环烯和C_1—C_4醇进行烷氧基化反应的结果,同时还探讨了该系列产物的结构和香气之间的关系。关于α-蒎烯(3)和β-蒎烯(5)的烷氧基化反应已有若干文献报道,所使用的催化     

超大孔沸石矿物的合成

70年代后期,被誉为新一代沸石分子筛材料——多孔铝磷酸盐矿物的出现,沸石格架组成从铝-硅体系发展到铝-磷体系.沸石结构最大次级结构单元——12元环保持180多年之久,1988年才为美国Davis等人所突破,成功地合成出具有18元环次级结构单元的分子筛矿物,并以Davis所在的Virginia Polytechnic Institute命名为VPI-5.但是,Duncan等对此持不同意见,认为VPI-5不是一种新的微孔相,只不过是在有模板存在条件下合成的H1.由于名称上有争议,故本文统称之为超大孔沸石.沸石分子筛材料已广为工业所利用,而超大孔分子筛材料应用潜力巨大,前景更为广阔,从而成为沸石分子筛科学的热点.     

分子筛上的Knoevenagel反应

丙二酸和醛酮按Knoevenagel反应缩合生成α-烯酸,催化剂通常用吡啶等碱性物质。反应后需分离、回收催化剂和提取产物,步骤颇为繁杂。作者发现芳醛和丙二酸在分子筛催化下极易得到取代苄叉丙二酸化合物;脂肪醛和丙二酸在载有三乙胺的分子筛催化下,可得到β-烯酸,选择性高,是合成β-烯酸的简便方法。     

一类新颖的介孔-微孔复合分子筛的合成

以丝光沸石为硅铝源, 在水热条件下合成出了具有双重孔道和双重酸性的介孔-微孔复合分子筛MCM-41/ mordenite. 对复合分子筛及其相应机械混合物分别进行了X射线粉末衍射(XRD), N₂吸附脱附, 高分辨透射电子显微镜(HRTEM), 微分热重(DTG)以及氨程序升温脱附(NH₃-TPD)等表征, 结果表明, 复合分子筛的结构与性能有别于机械混合物. 由于复合分子筛的介孔壁中引入了沸石的预结构单元, 因而介孔壁变厚, 水热稳定性有所提高, 强酸中心数增加, 由此寻找到适合于多组分复杂大分子反应体系的催化材料的新模式, 并在C10^＋芳烃的加氢脱烷基化反应中得到很好的验证.     

AlPO-5分子筛合成机理的原位紫外拉曼光谱研究

分子筛是石油化工和精细化工等领域应用最广泛的催化材料.在过去的50年中,人们合成出大量不同结构的分子筛,但是对它们的合成机理并不十分清楚.中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室李灿研究组     

载铁沸石催化合成纳米碳管

不同沸石分子筛载铁催化剂上分解乙炔合成纳米碳管的实验表明,催化剂的制备方法直接影响活性组分铁的分散状态和颗粒大小,不同沸石分子筛对管状纳米碳材料的形态,管径,石墨化程度有明显的影响,实验获得了在不同分子筛载体上合成纳米碳管的最佳条件。     

大晶粒AIPO_4-5的合成与表征

由于沸石具有离子交换性、表面酸碱性、孔道择形性等,已被广泛应用于日用化工、石油化工以及气体吸附和分离等领域.然而,近几年来,人们越来越多地对基于沸石的新材料发生兴趣,如沸石骨架内簇合物、沸石分子筛膜、手性沸石等代替沸石新材料的应用前景.Cox与其合作者近来又报道了大晶粒沸石吸附对硝基苯胺后在激光照射下产生二阶谐波(SHG),说明沸石可以作为非线性光学材料.笔者合成出大晶粒AlPO_4-5(500×80×80μm)的同时,考察了合成条件对晶粒大小的影响,并研究了吸附对硝基苯胺后在电场中的行为,尚     

类酶聚合物的合成及其对活性酯水解反应的催化作用

五十年代,Bender等开创了用化学模拟的方法来研究酶的催化历程。六十年代以后,许多化学家应用合成的聚合物来模拟酶对活性酯水解反应的催化作用。在这些研究中,绝大多数是采用由加成聚合反应所得的以聚乙烯为主链的聚合物,将催化基团和相互作用的基团     

对映选择性催化萘普生乙酯水解的多克隆抗体

根据酶的活性中心能专一性地结合反应的过渡态,降低反应的活化能从而催化反应进行的原理,模拟反应的过渡态,设计并合成一有机分子(其空间结构和电荷分布方面都与反应的过渡态相类似)作为半抗原联接载体蛋白后免疫动物,经细胞杂交技术,成功地获得具有催化功能的抗体。这种把抗体的极其多样性和酶的巨大的催化能力等特性结合在一起的催化抗体,为传统的化学和免疫学研究开辟了一个崭新的方向。自报道第一例能催化酯水解的抗体以来,催化抗体己显示能催化多种反应,包括了酶催化的所有反应类型,如水解反应、基团转移反应、异构化反应、裂解反应、氧化-还原反应以及一些双分子反应等。因此,设计具有特异性的催化抗体,在化学、生物学、医学等领域无疑将显示巨大的应用潜力。     

沸石分子筛膜的合成

分子筛膜具有优良的反应和分离性能, 可用于高温、高压等苛刻环境, 在膜分离和膜反应等过程中的应用潜力巨大. 迄今为止, 已有多种分子筛膜的制备方法, 包括聚合物嵌入法、原位水热晶化法和二次生长法等. 与原位方法相比, 二次生长法更容易操作, 对晶体取向、微孔结构和膜厚等方面的控制优势明显, 而且重复性也有大幅度提高. 本文总结了分子筛膜的合成方法, 特别着重于最具使用潜力的二次生长法, 对目前存在的晶体取向、缺陷以及晶粒层数等热点问题进行了分析和论述, 提出了分子筛膜制备过程中需要进一步解决的关键问题, 有助于提高分子筛膜制备技术的水平.     

化学镀饰Al2O3法:用沸石制备固体强碱的新途径

迄今碱性催化仍是分子筛研究中的薄弱点.我们在用KF或KOH负载八面沸石制备固体碱时,发现沸石中的硅组分容易与KOH生成强度较低的碱性化合物,妨碍了强碱位的形成.鉴此我们首次采用化学镀饰Al_2O_3覆盖NaY沸石表面,使得沸石表面的硅组分难以接触改性剂,并且还可利用Al_2O_3负载KF后能产生强碱性的特性.我们借鉴醇盐法合成超细微粒氧化物的技术进行佛石表面的化学镀饰,采用不同温度下预处理沸石以控制沸石表面吸附水的数量及分布,使得不同量的异丙醇铝通过水解反应均匀地沉积在NaY沸石表面上,再经焙烧后形成Al_2O_3-NaY新型复合多孔材料.化学分析表明经室温、373K和473K处理后的NaY沸石可以镀饰上18%,9%和3%的     

金属有机架构材料(MOFs)的催化应用

金属有机架构材料(metal-organic frameworks)是一种介于有机纤维和无机沸石分子筛的新型有机-无机杂化材料。有机配体的连接作用将无机金属簇通过配位键或者超分子作用自组装连接在一起,形成具有拓扑结构的一维、二维或者三维的大分子结构。由于其灵活可调的孔结构、超高的比表面积以及易于功能化的特点,金属有机架构材料在催化应用方面展现出优异的发展前景。综述了近年来MOFs材料在催化领域的研究成果,重点关注了材料的制备方法和催化应用。     

一种新型中孔3.8nm沸石MCM-41的合成

择型性和酸碱性是沸石分子筛的两种重要性能.沸石的酸碱性可以通过调变骨架元素的种类和比例或经化学修饰等方法来改变.择型性则是由沸石晶体本身的拓朴结构决定的;也就是说,沸石的骨架结构决定了其筛分性能.随着现代化学工业的发展,特别是对重质原料的处理和合成大分子(如生物分子),需要孔径更大的沸石材料.近几年来,也确实出现了一些孔径较NaY沸石大的新型沸石,如由14元氧窗构成的椭圆状孔道结构 0.79 nm×0.87nm     

~1H固体核磁共振测定HY沸石的表面羟基结构

分子筛表面对吸附质具有给予质子或接受电子的位置。对它的研究是复相催化中很重要的问题。分子筛中这位置是Brnsted酸位,它来源于与骨架铝离子相联系的,吸附分子可接近的羟基。表面羟基及其相联系的铝离子的类型,用核磁共振法对HY沸石作了探索。对