磺化MCM-41介孔固体酸的合成、表征及其催化乙酰丙酸乙酯化性能

以硅酸乙酯为硅源、十六烷基溴化铵为模板剂,室温常压下便捷地合成了MCM-41介孔分子筛,进而以硫酸为磺化剂,不同水热条件下制得系列磺化介孔固体酸MCM-41-SO3H.利用TG、XRD、FT-IR、TEM-EDX等手段对所得材料进行了表征.采用碱滴定法测定其酸密度,并且以乙酰丙酸乙酯化反应为探针反应,评价其催化性能.结果表明,尽管水热磺化处理在一定程度上降低了MCM-41的介孔规整性,所制备的MCM-41-SO3H介孔固体酸仍较好地保持了MCM-41的介孔结构;水热时间和温度影响其酸密度,进而影响催化活性,其中磺化温度180℃、磺化时间21h制得的催化剂活性最高,乙酰丙酸转化率达到74.4%,并显示出较好的循环稳定性能.     

MCM-41/酞菁钴、酞菁铜的合成、表征及催化性质

用烷基化试剂将介孔分子筛MCM-41的表面烷基化,使MCM-41的表面连接含有伯氨的有机链,再与氯磺酸基酞菁钴、氯磺酸基酞菁铜反应,合成纳米复合材料CoPc(CuPc)-NH-MCM-41,并且用红外光谱、紫外光谱、XRD进行表征.结果表明:酞菁钴、酞菁铜以单体形式负载在介孔分子筛MCM-41的孔壁上;酞菁铜对苯酚羟化反应的催化活性较好;在丙酮溶剂中苯酚的转化率大于在乙腈中的转化率.     

PW/MCM-41光催化降解亚甲基蓝溶液研究

制备并表征了介孔分子筛MCM-41负载杂多酸H3PW12O40(PW)光催化剂.可见光照射下对模拟染料废水亚甲基蓝(MB)溶液进行了光催化降解实验,考察了影响催化降解的主要因素.结果表明:催化剂加入量为3.0g·L-1,MB初始浓度为10mg·L-1,pH=5时,在可见光照射下,亚甲基蓝溶液降解率最高可达92.57%.     

L-丝氨酸为桥联剂构筑稀土配合物MCM-41基质复合型介孔发光材料

氨基酸分子首次用以制备构筑稀土介孔发光材料。L-丝氨酸通过分子修饰得到新配体2-烟酰氨基-3-羟基丙酸(L),并进一步引入MCM-41介孔基质中,最后和稀土Tb3+离子复合得发光介孔材料Tb-L-MCM-41。通过核磁共振、紫外、XRD、氮吸附和荧光光谱等对配体和杂化材料的结构和性质进行了表征。结果表明,配体L很好的引入到MCM-41介孔基质中,Tb-LMCM-41介孔材料呈现L的特征紫外吸收。同时,稀土配合物的引入占据了MCM-41基质的部分孔道,使其比表面和孔体积都有所降度。Tb-L-MCM-41呈现稀土Tb3+离子的特征光。     

新型功能化介孔材料CH3-MCM-41-NH2的合成和表征

以硅酸钠为硅源,十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂,合成介孔材料MCM-41．采用两步嫁接法,分别用三甲基氯化硅（TMSCL）和3-氨基三乙氧基硅烷（APTS）对合成的介孔分子筛进行化学修饰,首次将甲基和氨基同时嫁接到介孔材料MCM-41上,得到新型的介孔材料CH3-MCM-41-NH2．利用XRD和FT—IR对合成的新型功能化介孔材料进行表征．     

氨基官能化的扩孔MCM-41复合材料吸附捕集CO_2

制备了扩孔的介孔氧化硅MCM-41,然后以其为载体,通过化学接枝法将3-[2-(2-氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基-三甲氧基硅烷嫁接到其介孔结构中,制备了氨基官能化的介孔氧化硅复合材料.通过N2吸附脱附实验、红外光谱、热重分析等手段对氨基官能化前后扩孔MCM-41的物理化学属性进行了表征,然后考察了复合材料对CO2的吸附捕集性能.结果表明:与单纯扩孔MCM-41相比,氨基官能化的扩孔MCM-41复合材料的比表面积、总孔容及孔径均减小;同时,所制复合材料对CO2的吸附量明显增大(两者的CO2吸附量分别为28 mg/g和76 mg/g),且在循环CO2吸附脱附实验中呈现出优异的稳定性.     

MCM-41介孔分子筛的修饰与表征

分别以γ—氨基丙基三乙氧基奎烷（γ-aminopropyltriethoxy silane,NH2(CH2)3Si(OC2H5)3,APTES和γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷（γ-glycidoxypropyltrimethoxy silane,CH2OCHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3,GPTES）为偶联剂，成功地将氨基和醚基官能团搂枝于MCM-41介孔分子筛孔道中，制备了无机-有机复合介孔材料NH2（CH2）3-MCM-41和CH2OCHCH2O（CH2）3-MCM-41。用XRD、N2吸附-脱附、元素分析和FT-IR对复合材料进行了表征。结果表明，氨基和醚基有机基团不仅进入了MCM-41孔道，修饰了孔壁，而且使MCM-41保持了有序的孔道结构。     

不同介孔载体负载Cu催化合成1,4-丁炔二醇

利用浸渍法制备了Cu负载于不同介孔材料的高分散催化剂,并通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和N_2物理吸附分析仪确认催化剂的结构特征和形貌。XRD图谱证明了Cu/MCM-41和Cu/Al2O3催化剂存在CuO、Cu/CMK-3存在Cu_2O和CuO;TEM显示了催化剂内部结构和表明了纳米粒子已担载于介孔载体上。通过反应釜作为低压机械搅拌淤浆床评估了几种催化剂在1,4-丁炔二醇合成反应中的催化性能,结果表明:与Cu/MCM-41和Cu/CMK-3催化剂相比,Cu/Al_2O_3不仅转化率高达86.2%,稳定性也较好,表明Al_2O_3作为载体在1,4-丁炔二醇合成工业中具有良好的应用前景。     

希夫碱锰催化氧化环己烯合成环己烯酮

以MCM-41型介孔分子筛为载体,制备出固载型金属希夫碱锰催化剂,并用红外、紫外漫反射对其结构进行了表征.以固载型金属希夫碱锰为催化剂,对分子氧氧化环己烯制备环己烯酮的工艺条件进行了探索,结果表明,在催化剂用量:0.2g,温度:60℃,时间:9h,溶剂:乙腈的条件下,环己烯转化率可达90.9%,环己烯酮的选择性可达55.8%,催化剂重复使用4次后活性略有下降.     

SO_4~(2-)/Zr-MCM-48和SO_4~(2-)/Al-MCM-48的制备及催化性能

水热法合成出M-MCM-48(M=Al,Zr)介孔分子筛,通过浸渍法用H2SO4对M-MCM-48进行修饰,得到SO42-/M-MCM-48固体酸催化剂.采用XRD、N2吸附—脱附和NH3-TPD等方法对样品进行表征,并通过苯酚与叔丁醇烷基化反应考察了所制备固体酸催化剂的催化性能.结果表明:经H2SO4修饰后得到的SO42-/M-MCM-48样品仍然具有MCM-48典型的立方介孔结构,但其比表面积略有降低,介孔有序性均下降.烷基化反应结果表明:SO42-/Zr-MCM-48催化剂显示出最高的催化活性,SO42-/Zr-MCM-48对苯酚的转化率和2,4-二叔丁基苯酚选择性要明显高于SO42-/Al-MCM-48,在反应温度为140℃时苯酚转化率高达91.6%.     

介孔纳米TiO2/P3HT复合材料的制备及其光催化性能研究

采用水热合成法制备出介孔纳米TiO2;将制备的TiO2与聚3-己基噻吩(P3HT)通过共混法制备TiO2/P3HT复合微粒;分别以酸性橙II和亚甲蓝为模型有机污染物,考察TiO2以及TiO2/P3HT纳米复合材料在可见光、紫外光和阳光下的光催化活性和光催化稳定性.实验结果表明：P3HT对于介孔纳米TiO2的掺杂能显著改善介孔TiO2的光催化性能.掺杂前,介孔TiO2 在30 min时对于酸性橙II和亚甲蓝的可见光降解率分别为31.26%和47.38%,紫外光降解率分别为39.47%和60.38%,阳光下的降解率分别为64.37%和76.09%;掺杂后,介孔TiO2/P3HT复合材料30 min时对于酸性橙II和亚甲蓝在可见光下的降解率分别为60.09%和71.45%,紫外光下的降解率分别为82.14%和88.61%,阳光下的降解96.62%和99.50%.     

MCM-41固载席夫碱钴配合物在环己烷氧化反应中的应用

制备γ-氨丙基三乙氧基硅烷修饰的MCM-41分子筛固载型双水杨醛缩乙二胺合钴(Cosalen)配合物,采用傅里叶变换红外光谱、X线衍射、比表面积测定、热重-差热(TG-DSC)、紫外-可见光光谱(UV-Vis)、透射电镜等方法对分子筛固载型配合物Cosalen/MCM-41的结构进行表征,并对比Cosalen/MCM-41与Cosalen/NaY的催化性能。研究结果表明:Cosalen已进入分子筛孔道内;在以氧气为氧源的环己烷氧化反应中,Cosalen/MCM-41催化剂具有较好的活性和对环己醇、环已酮的选择性。该催化反应产物中环已基过氧化氢(CHHP)的量很少,表明Cosalen/MCM-41催化剂能加速环已基过氧化氢的分解;以Cosalen/MCM-41为催化剂,在初始氧气压力为0.80 MPa,温度为130℃,环己烷与催化剂的质量比为100,叔丁基过氧化氢0.06 g的相对温和条件下反应2 h,环己烷的转化率达到5.96%,醇酮选择性87.03%。     

上转换材料复合介孔TiO2晶须的可见光催化性能

用溶胶凝胶法制备上转换发光材料Y3Al5O12:Er。反射光谱、发射光谱表明:Y3Al5O12:Er在480 nm光的激发下,产生2个<387 nm的紫外光发射峰。将上转换材料介孔TiO2晶须复合成可见光催化剂,采用X线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)以及低温N2吸附-脱附(BET)等对催化剂进行表征,通过光催化降解亚甲基蓝(MB),对催化剂的活性进行测试。结果表明:复合上转换材料的介孔TiO2晶须在可见光下能够有效降解MB,10%Y3Al5O12:Er的介孔TiO2晶须的MB降解率为73%。     

李政, 宋益善, 左思语,刘超,马晨晨

氨基酸分子首次用以制备构筑稀土介孔发光材料.L-丝氨酸通过分子修饰得到新配体2-烟酰氨基-3-羟基丙酸(L),并进一步引入MCM-41介孔基质中,最后和稀土Tb3+离子复合得发光介孔材料Tb-L-MCM-41.通过核磁共振、紫外、XRD、氮吸附和荧光光谱等对配体和杂化材料的结构和性质进行了表征.结果表明,配体L很好的引入到MCM-41介孔基质中,Tb-L-MCM-41介孔材料呈现L的特征紫外吸收.同时,稀土配合物的引入占据了MCM41基质的部分孔道,使其比表面和孔体积都有所降度.Tb-L-MCM-41呈现稀土Tb3+离子的特征光.     

负载型高分子金属配合物的制备及其催化H2O2分解性能研究

以介孔分子筛MCM-41作载体制备了Cu()-壳聚糖(CS)高分子金属配合物为活性组分的催化剂Cu-CS/MCM-41,并利用红外光谱和低温N2吸附等手段研究了催化剂的结构特征.结果表明,Cu-CS/MCM-41催化剂的比表面积为208.6 m2/g,平均孔径和孔容分别为2.3 nm和0.27 cm3/g.将Cu-CS/MCM-41用于催化过氧化氢分解反应,当温度为20℃,pH=4.5,反应液体积为60.0 mL,H2O2的初始浓度为0.1443 mol/L,Cu-CS/MCM-41催化剂用量为0.100 0 g等条件下,反应24 h,H2O2的分解率可达84%.催化剂显示具有模拟过氧化氢酶(CAT)的作用,而且可多次重复使用,并有较稳定的催化活性.同时分别考察了温度、H2O2的浓度、pH值、反应时间及Cu-CS/MCM-41催化剂的用量等对Cu-CS/MCM-41催化性能的影响规律.     

功能化介孔二氧化硅微球对重金属离子的循环吸附研究

以介孔SiO_2微球作为载体,通过调节APTES的加入量,进行表面氨基功能化修饰,优化寻找氨基(—NH_2)功能化介孔SiO_2微球(NH_2@MSM)的最佳制备条件.结果表明:加入APTES的量为V_(APTES)=1.0 mL(NH_2@MSM_(1.0))时,氨基的修饰量达到最大.以复合材料NH_2@MSM_(1.0)为载体吸附重金属离子(Cd~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)),4次循环吸附效率仍分别为84.0%,75.0%,89.0%,表明功能化介孔SiO_2微球是一种良好的循环吸附载体.     

Al-MCM-41固载离子液体催化-合成长链烷基苯

 为了合成高效的固体催化剂,离子液体被引入到介孔分子筛中。采用水热合成法制备了Al-MCM-41介孔分子筛,并浸渍离子液体制备出一种固载化催化剂。通过FT-IR、TG、N₂吸附-脱附等方法进行表征,分析其晶型结构,成功将离子液体固载到Al-MCM-41介孔分子筛上。通过对工艺条件的考察和正交实验设计,确定了最佳反应条件。当苯烯摩尔比为8:1、反应温度为200℃、空速1.5h^-1、压力3MPa时,反应的转化率和选择性综合达到最佳,Al-MCM-41固载离子液体催化剂的烯烃转化率为95.32%。     

CeO_2/TiO_2介孔复合材料对甲基橙废水的光催化

利用N-十六烷基乙二胺三乙酸(HED3A)同时作为Ce离子捕获剂与合成介孔TiO2的模板剂,通过一步法制备了CeO2/TiO2介孔复合材料,并将该体系用于可见光降解甲基橙模拟染料废水的研究。结果表明:复合产物中CeO2与TiO2各自以立方萤石相和锐钛矿相存在,稀土元素Ce的引入显著降低了TiO2的带隙能级,扩大了光响应范围;n(Ce3+)/n(HED3A)=0.1时制备的复合产物对甲基橙的降解效果最佳,投入量为2g/L时在5h内对40 mL质量浓度为20 mg·L-1的甲基橙溶液脱色率高达90%;得益于CeO2优异的储放氧能力,Ce引入量的增大能够显著提升催化剂对高浓度甲基橙溶液的降解效率;所制备复合催化剂有着良好的可再生性,是一种极具应用前景的新型可见光光触媒。     

B助剂对Ni_2P/MCM-41催化剂结构及其加氢性能的影响

采用程序升温还原法制备B改性的Ni_2P/MCM-41催化剂,结合X-射线衍射(XRD)、N_2等温吸附、CO吸附、吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)等手段对催化剂进行表征。考察不同B质量分数(1%～3%)对Ni_2P/MCM-41催化剂的结构和加氢脱氧(HDO)、加氢脱硫(HDS)性能的影响。结果表明:B的引入能促进较小粒径、较高分散度的Ni_2P相的生成,减少催化剂表面的磷富集,增加暴露的Ni活性位的数量,增大催化剂的比表面积;B的引入显著增加催化剂的L酸量,进而增加总酸量;B改性催化剂的HDO和HDS活性均高于不含B的催化剂,且当B的质量分数为2%时催化活性最佳,此时HDO反应转化率达到95%,无氧产率达82%,HDS反应转化率达到97%。     

MCM-41、MCM-48负载磷钨杂多酸催化剂的制备及表征

采用浸渍法制备了MCM-41和MCM-48分子筛负载磷钨杂多酸H3PW12O40/MCM-41和H3PW12O40/MCM-48型催化剂.通过IR、XRD和DTA等测试手段对催化剂进行了表征.结果表明,磷钨杂多酸在介孔载体上具有较好的分散性、热稳定性和催化活性;磷钨杂多酸在介孔载体MCM-41和MCM-48上的分散状况与其比表面积和孔径的大小有关,载体不同,其催化活性也存在一定的差别.