强碱性沸石分子筛催化材料

综述了９０年代以来国内外在研制强碱性和超强碱性沸石方面的主要进展,沸石分子筛由于其结构特征,很难通过改变骨架的化学组成而产生强碱位,剖析了硅铝沸石负载碱金属盐难以产生强碱性的原因,探讨了中性钾盐改性及氧化镁微波辐射分散法制备碱性沸石的规律;阐述了载体结构性质与形成超强碱位的关系,并展望研制强碱性和超强碱性沸石的发展方向。     

KNO3/KL沸石的超强碱性

中性钾盐ＫＮＯ３分散在ＫＬ沸石上并经过８７３Ｋ热处理分解后,能产生Ｋ２Ｏ类碱性物种,其中有碱强度为２７．０的超强碱位。在ＣＯ２－ＴＰＤ实验中,ＫＮＯ３的负载改性使得ＫＬ沸石上出现了５７３,６６３和７６０Ｋ的脱附峰;而２７３Ｋ的顺－丁烯－２异构化反应中ＫＮＯ３／ＫＬ沸石显示出高活性并具有超强碱的催化特性。     

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     

微波辐射法:制备Al_2O_3-NaY择形催化复合新材料的新途径

使用沸石负载碱金属盐制备固体碱,由于沸石中硅的存在而难以得到强碱性[1].通过醇盐水解法在ＮａＹ沸石的表面“镀饰”上Ａｌ2Ｏ3层,然后引入碱性化合物的新途径,可以制出碱强度(Ｈ)为172的择形性固体强碱[2];但是也存在着操作复杂、耗时较多的弱点.微波辐射法具有分子级搅拌等特点,因此被选用于Ａｌ2Ｏ3ＮａＹ复合多孔材料的研制中.将100目的Ａｌ2Ｏ3与ＮａＹ沸石(Ｓｉ/Ａｌ比为268)按重量比例(ｇＡｌ2Ｏ3/ｇＮａＹ,下同)分别为01,03,05,07和09等均匀混合后,置于微波炉(工作频率为2450ＭＨｚ)中辐射20ｍｉｎ即得到Ａｌ2Ｏ3ＮａＹ样品,并记…     

硝酸钾在多孔载体上的低温分解

KNO_3负载在KL沸石和γ-Al_2O_3上能形成强碱位和超强碱位.然而,对于KNO_3负载后究竟在什么温度开始分解这一关系到强碱位形成的重要问题,至今却不清楚.据文献报道,KNO_3在673K以上分解;但是在光电子能谱(XPS)测试中,却发现仅仅经过383K干燥和室温抽空的KNO_3/Al_2O_3样品上就没有了NO_3~-离子所特有的Nls谱,这意味着样品表面上的部分KNO_3有可能已经分解.鉴此,则针对KNO_3在分解中将产生NO_x的特性,使用程序升温分解-比色法(TPDE-CM)进行研究,首次观察到KNO_3负载在多孔材料上的低温分解行为.     

新的固体超强碱——硝酸钾负载型多孔材料

碱强度(H)在26以上的物质称为超强碱已发现的固体超强碱如1173K抽空处理的CaO和SrO以及沉积Na,K的NaOH/γ-Al_2O_3都极易被空气中CO_2或H_2O中毒而难以应用于工业生产.为了改变这种状况,我们选用Al_2O_3和KL沸石制备固体超强碱.KNO_3经“浸渍法”负载在Al_3O_3和KL沸石上,样品在使用前经873K抽空活化.MgO在873K真空条件下制得,比表面约为260m~2/g.通常的碱性沸石都不能催化在273K进行的顺-丁烯-2异构化反应,但是20%KNO_3/KL沸石却具有明显的固体碱催化活性;26%KNO_3/Al_2O_3在该反应中1min内则可转化29.2mmol/g的顺-丁烯-2,而MgO在3min内只能转化9.0mmol/g.此外,20%KNO_3/KL和26%KNO_3/Al_2O_3的产物中反-丁烯-2与丁烯-1的起始比例均为2.6,高于普通固体碱的相应值而类似于固体超强碱CaO的反应特性.吸附量热测定中发现26%     

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     

化学镀饰有机胺研制两亲性酸性沸石

以十八胺(ODA)为改性剂, 乙醇为溶剂, 通过液相化学镀饰的途径, 制备出同时具备亲油和亲水性能的两亲性ODA/HY和ODA/Hb沸石. 真空红外光谱及酸量测定的结果证实ODA分子与沸石表面的酸性位发生了化学吸附, 因而表现出较高的热稳定性和耐醇冲刷性. 这些两亲性沸石在环己烷/水和水/CCl4两种体系中均处于水油两相之间, 显示出用于相界面催化或吸附过程的潜力. 由于该制备过程中不产生强酸性副产物, 因而可被用于合成两亲性低硅铝比的酸性沸石.     

新的催化剂——合成沸石

瑞士化学家们即将在首次研制催化剂方面取得重要进展,这项研究主要集中在改变一类叫做沸石的晶质物质上。这些物质的分子结构呈蜂窝状,透水性良好。最近,化学家们开始把沸石当作催化剂,因为沸石很容易吸收和粘合小分子,它的孔隙度具有吸附剂和催化剂性能。现在,苏黎士瑞士联邦理工学院的两位化学家,G·布伦纳和沃尔特·迈耶发现一种与沸石分子结构直接相关的简单孔隙度。这一发现将使化学家们能控制沸石分子结构的吸收性和催化性,还能增大沸石的孔隙,这些孔隙可以用来分解重油碳氢化合物的较大     

KNO3在沸石表面上分解以产生碱性位的新途径

碱性沸石的制备通常采用碱金属离子交换、碱金属叠氮化物和(或)碱金属氧化物及醋酸盐的负载和热分解等方法,但是极少使用中性盐进行改性。KNO_3通常主要作为催化剂助剂,最近我们发现KNO_3负载在γ-Al_2O_3上经873K热分解后具有强碱性,在273K的丁烯异构化反应中活性高于K_2CO_3/Al_2O_3,KOH/Al_2O_3或MgO。为制备具有更大比表面的碱性催化剂,我们将KNO_3负载于Y沸石表面,发现了促使KNO_3分解以形成碱性位的新途径。     

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     

MgO/KL:微波辐射分散法研制的强碱性沸石催化剂

通过微波辐射新途径,可以直接将ＭｇＯ分散在沸石上而得到强碱性分子筛,ＭｇＯ／ＫＬ具有Ｈ．￣２２．５的碱强度,催化活性高于普通浸渍法所制的样品,并且具有耐水冲刷性而克服了通常负载型固体碱在水中易流失的弱点。     

~(29)Si MAS NMR和NH_3-TPD法研究LaDAIY型沸石的酸性

一、前言 Y型沸石的酸性一直是沸石催化研究中的重要课题。Y型沸石的酸性可以通过脱铝和稀土交换等方法进行调变,从而提高其催化活性和稳定性。从Y型沸石的晶体结构来看,用脱铝以调变沸石的酸性是由于改变了沸石骨架中A1位的密度及其分布,增加了次邻位无A1原子的A1位,或标记成O-NNN(NNN为Next Nearst Neighbor)的数目,从而提高强酸中心     

超强相互作用的饱和性及其最低激发态

决定原子结构的相互作用是电磁相互作用。决定原子核结构的相互作用主要是强相互作用。在强子结构的层子模型中,决定强子结构的相互作用主要是超强相互作用。虽然到目前为止,在利用高能加速器进行的实验中,还没有观察到层子的产生及作用于层子之间的超强作用力;但是分析已有的实验,已经可以获得有关超强相互作用的初步知识。 超强相互作用的一个显著特点是它的饱     

一种二元贵金属氮化物的价电子结构

利用固体与分子经验电子理论计算了一种新合成的贵金属氮化物PtN的价电子结构. 结果表明这种氮化物的电子结构位形是: Pt 6s 0.143, 6p 1.286, 5d 3.0; N 2s 0.5694, 2p 2.4306(只考虑共价电子). 这种位形与常用的第一性原理方法中产生赝势的电子结构位形有很大差异, 推测这种差异是造成体弹 性模量理论和实验值不符的原因. 另外, 根据得到的价电子结构, 计算了PtN的结合能为-674.75 kJ/mol.     

沸石材料在土壤修复工程中的应用研究进展

近年来,工业的快速发展导致土壤污染成为全球性的环境危机.土壤污染问题亟待解决,开发经济、长效的土壤修复材料是关键.沸石分子筛材料,由于其优异的离子交换性能和吸附性能,被广泛应用于土壤修复过程中,引起环境科学家、材料化学家、土壤学家、矿物学家的广泛关注.本文基于已被广泛用于土壤修复工程的典型沸石材料,并着眼于沸石材料的组成与结构,详细阐述了典型沸石材料的结构与性能之间的对应关系,综述了沸石材料分别用于不同土壤污染介质修复中的微观作用机理及研究进展.     

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.     

原位红外光谱法研究(CdS)_4分子簇在八面沸石笼内的形成

纳米(nm)级的CdS半导体分子簇具有良好的非线性光学和光能储存等特性.当簇的尺寸小于5nm时,表现出“量子限定”的特性,即位于分子簇界面上的原子,它与分子和体相晶体内的原子不相同,相应地改变了它的光吸收特性,纳米DdS分子簇相对体相晶体CdS,光吸收产生了蓝移.在具有纳米尺寸微孔,并以周期性排列的沸石晶体内,合成CdS分子簇,它的尺寸应小于HY沸石的超笼(直径1.3nm)和β笼(直径0.9nm)的孔直径,这类分子簇的结构测定已不能采用常规的X-衍射法(只能定出晶粒在2.5nm以上的固体).采用EXAF法只能定出原子间的间距,需配合理论模型进行拟合计算.这里建议的原位IR谱法,以沸石表面羟基为探针,结合已知的沸石笼内阳离子分配的位置,能更简便地定出分子簇在笼内形成的结构,并能跟踪合成步骤观察到它的形成过程.     

新沸石CF-2的合成与性质

在含水的硅铝酸盐系统中,不同碱金属阳离子可以诱导不同结构沸石生成。而有机碱阳离子能诱导生成一系列不同结构的高硅沸石。作者研究了含醇类与烷基胺类的反应混合物中沸石的结晶现象。新沸石CF-2的获得。表明醇类与胺类的混合物影响沸石的结晶过程。     

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