羧基官能化SBA-15型介孔分子筛的小角X射线散射研究

使用小角X射线散射(SAXS)技术对共缩聚法制备的羧基官能化SBA-15介孔分子筛进行了表征,利用相关函数理论和弦长分布理论获得了羧基化分子筛的孔结构、界面和周期性信息,辅以常规的氮气吸附-脱附测试,并将基于Barrett-Joyner-Halenda(BJH)模型计算的孔结构与弦长分布理论得到的结果进行比较.结果表明:除了羧基引入量高达50%(摩尔分数,相对无机硅源)的样品外,随着羧基引入量的增加所有羧基官能化SBA-15均能保持较高的有序结构且有序度变化不大.所有样品的Porod曲线均无明显偏离,羧基基团倾向于进入介孔的骨架结构而不仅仅是键合在表面的Si—OH上.利用弦长分布法,无需建立模型,可以得到独立的孔壁厚度分布和孔径分布,尤其是其它方法无法给出的孔壁厚度分布,对于进一步认识有序介观结构材料有很大帮助.     

Co-Fe/SBA-15与过一硫酸盐联用非均相催化降解水中染料罗丹明B（英文）

由于硫酸根自由基(SO·-4)的强氧化性,基于SO·-4的高级氧化技术受到人们的高度关注.采用过渡金属活化过一硫酸盐(PMS)产生SO·-4用以分解有机物,反应体系简单,反应条件温和,且不需要额外的能量供给,因此,成为人们优先选用的方法,其中,采用高效、环境友好的非均相过渡金属催化剂活化PMS处理难降解有机物成为研究热点.本文研究了非均相CoFe/SBA-15-PMS体系对水中难降解染料罗丹明B(RhB)的降解.以SBA-15为载体,Co(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O为前驱物,采用一步等体积浸渍法制备了CoFe/SBA-15,通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等对其进行了表征.考察了焙烧温度、Co与Fe的负载量对CoFe/SBA-15催化性能的影响和该催化剂的重复使用性能,还考察了RhB降解动力学及催化剂CoF e/SBA-15投加量、氧化剂PMS投加量和反应物(Rh B和PMS)初始浓度对其性能的影响,探讨了Rh B的降解机理.结果表明:对于催化剂CoFe/SBA-15,合成焙烧后在SBA-15上负载的Fe、Co化合物主要是CoFe2O4复合物,它作为催化剂的活性中心负载在SBA-15的孔道内外.制备的焙烧温度对Co Fe/SBA-15催化性能几乎无影响,但对Co浸出影响显著.与SBA-15相比,催化剂10Co9.5Fe/SBA-15-700(Co和Fe负载量分别为10 wt%和9.5 wt%,焙烧温度700 oC)的比表面积、孔体积和孔径均减小,分别为506.1 m2/g,0.669 cm3/g和7.4 nm,但仍然保持SBA-15的有序六方介孔结构.该催化剂以棒状体的聚集态存在,聚集体直径大于0.25μm,其磁化强度为8.3 emu/g,因此,可通过外磁铁容易地从水中分离.相比之下,10Co9.5Fe/SBA-15-700具有最佳的催化性能和稳定性,可使Rh B的降解率达到96%以上,Co的浸出量小于32.4μg/L.在CoFe/SBA-15和PMS共存下,RhB的降解符合一级动力学方程,Rh B降解速率随CoFe/SBA-15和PMS投加量的增加和初始反应物浓度的减小而提高.淬灭实验结果表明,在Co Fe/SBA-15,PMS和RhB水溶液体系中,存在的主要活性自由基为SO·-4,它是由CoFe/SBA-15活化PMS产生的,对RhB的降解起决定性的作用.RhB降解过程的UV-vis结果表明,RhB的降解途径主要是蒽环打开,SO·-4优先攻击RhB的有色芳香烃环,然后RhB进一步分解为小分子有机物.CoF e/SBA-15循环使用10次仍能保持高催化活性和稳定性,在每次反应中RhB的降解率均大于84%,Co和Fe的浸出量均分别小于72.1和35μg/L.CoFe/SBA-15作为高效、环境友好的非均相催化剂可有效地活化PMS产生SO·-4降解水中RhB,具有实际应用的潜力.     

Co-Fe/SBA-15与过一硫酸盐联用非均相催化降解水中染料罗丹明B

由于硫酸根自由基(SO4?-)的强氧化性,基于SO4?-的高级氧化技术受到人们的高度关注.采用过渡金属活化过一硫酸盐(PMS)产生SO4?-用以分解有机物,反应体系简单,反应条件温和,且不需要额外的能量供给,因此,成为人们优先选用的方法,其中,采用高效、环境友好的非均相过渡金属催化剂活化PMS处理难降解有机物成为研究热点.本文研究了非均相CoFe/SBA-15-PMS体系对水中难降解染料罗丹明B(RhB)的降解.以SBA-15为载体, Co(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O为前驱物,采用一步等体积浸渍法制备了CoFe/SBA-15,通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等对其进行了表征.考察了焙烧温度、Co与Fe的负载量对CoFe/SBA-15催化性能的影响和该催化剂的重复使用性能,还考察了RhB降解动力学及催化剂CoFe/SBA-15投加量、氧化剂PMS投加量和反应物(RhB和PMS)初始浓度对其性能的影响,探讨了RhB的降解机理.结果表明：对于催化剂CoFe/SBA-15,合成焙烧后在SBA-15上负载的Fe、Co化合物主要是CoFe2O4复合物,它作为催化剂的活性中心负载在SBA-15的孔道内外.制备的焙烧温度对CoFe/SBA-15催化性能几乎无影响,但对Co浸出影响显著.与SBA-15相比,催化剂10Co9.5Fe/SBA-15-700(Co和Fe负载量分别为10 wt%和9.5 wt%,焙烧温度700 oC)的比表面积、孔体积和孔径均减小,分别为506.1 m2/g,0.669 cm3/g和7.4 nm,但仍然保持SBA-15的有序六方介孔结构.该催化剂以棒状体的聚集态存在,聚集体直径大于0.25μm,其磁化强度为8.3 emu/g,因此,可通过外磁铁容易地从水中分离.相比之下,10Co9.5Fe/SBA-15-700具有最佳的催化性能和稳定性,可使RhB的降解率达到96%以上, Co的浸出量小于32.4μg/L.在CoFe/SBA-15和PMS共存下, RhB的降解符合一级动力学方程, RhB降解速率随CoFe/SBA-15和PMS投加量的增加和初始反应物浓度的减小而提高.淬灭实验结果表明,在CoFe/SBA-15, PMS和RhB水溶液体系中,存在的主要活性自由基为SO4?-,它是由CoFe/SBA-15活化PMS产生的,对RhB的降解起决定性的作用. RhB降解过程的UV-vis结果表明, RhB的降解途径主要是蒽环打开, SO4?-优先攻击RhB的有色芳香烃环,然后RhB进一步分解为小分子有机物. CoFe/SBA-15循环使用10次仍能保持高催化活性和稳定性,在每次反应中RhB的降解率均大于84%, Co和Fe的浸出量均分别小于72.1和35μg/L. CoFe/SBA-15作为高效、环境友好的非均相催化剂可有效地活化PMS产生SO4?-降解水中RhB,具有实际应用的潜力.     

Co-Ni-B/SBA-15催化1-辛烯氢甲酰化活性研究

超声辅助浸渍法制备了SBA-15分子筛负载三组分非晶态Co-Ni-B,研究了其对1-辛烯氢甲酰化制壬醛反应的催化性能。SBA-15负载纳米非晶态Co-Ni-B,增加了Co-Ni-B的分散;且非晶态Co-Ni-B转化为晶体的温度升高约280℃,耐热稳定性增强。Co-Ni-B/SBA-15催化剂,其中,Co=17.22%,n(Ni)/n(Co)=0.157,n(B)/n(Co+Ni)=0.434,用于120℃、5 MPa条件下氢甲酰化反应,间歇反应4 h,1-辛烯完全转化,壬醛选择性91.24%;相比Co-Ni-B,副产物减少一倍。催化剂重复使用五次,活性稳定。     

六方平板状氨基-甲基双官能化SBA-15的合成及对胆红素的吸附

以氨丙基甲基二乙氧基硅烷和正硅酸乙酯为硅源,三嵌段共聚物P123为模板剂,无机盐KCl为助剂,酸性条件下一步法合成了氨基-甲基双官能化SBA-15（AMS）. XRD,FTIR,BET,29Si MAS NMR,SEM及HRTEM等表征结果表明：无机盐不仅提高了AMS材料的介孔有序度,而且控制样品形貌从六方平板状向纤维状转变. 胆红素吸附实验表明：六方平板状AMS比纤维状AMS和纯SBA-15具有更快的吸附速率和更大的吸附容量,这可能是六方平板状形貌易于胆红素扩散以及双官能基团（甲基,氨基）增加了对胆红素吸附作用力的结果.     

低介电损耗苯并噁唑复合材料的合成与表征

对介孔二氧化硅SBA-15进行氨基官能团化,制得NH2-SBA-15,通过溶液缩聚合成了一系列具有不同SBA-15质量分数的聚亚苯基苯并二噁唑/SBA-15(PBO/SBA-15)复合材料。利用红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)和矢量网络分析仪(VNA)分别对复合材料的结构、微观形貌、热性能和电磁性能进行了表征与分析,研究了SBA-15对PBO/SBA-15复合材料介电参数的影响。研究表明:经过氨基官能团化之后,SBA-15能够均匀地分散在PBO基体中;当复合材料中SBA-15的质量分数小于8%时,PBO/SBA-15复合材料仍然保持着PBO优异的热稳定性;介孔二氧化硅SBA-15能够有效地降低PBO/SBA-15复合材料的复介电常数和介电损耗角正切,减弱PBO/SBA-15复合材料对电磁波的介电存储和损耗能力,使PBO/SBA-15复合材料表现出低介电损耗的性能。     

Ga对0.3Ga-WOx/SBA-15催化顺式-环辛烯环氧化的促进作用(英文)

本工作研究了镓(Ga)对Ga-WO_x/SBA-15催化H₂O₂与顺式-环辛烯环氧化反应活性的促进作用。最佳催化剂0.3Ga-WO_x/SBA-15的TOF为112 h^-1，是WO_x/SBA-15(57 h^-1)的近两倍。相较于WO_x/SBA-15(64.0 kJ/mol),0.3Ga-WO_x/SBA-15的低表观反应活化能(49.6 kJ/mol)与其优异的环氧化性能一致。动力学分析表明，H₂O₂在0.3Ga-WO_x/SBA-15表面上的吸附更强，这有助于H₂O₂的活化。基于催化剂的表征和环氧化的性能表明，Ga添加剂的提升作用归因于Lewis酸位点的增加和亲电性的增强。此外，金属过氧化氢(M-OOH)被鉴定为主要中间体。     

不同助剂对CuO-ZnO/SBA-15催化CO_2加氢制甲醇性能影响的研究

以硅质骨架结构介孔分子筛SBA-15为载体,采用浸渍法合成CuO-ZnO/SBA-15(CZ/SBA-15)、CuO-ZnO-MnO_2/SBA-15(CZM/SBA-15)、CuO-ZnO-ZrO_2/SBA-15(CZZ/SBA-15)三组多孔催化剂,在固定床反应器上评价了各组催化剂催化CO_2加氢合成甲醇的性能,同时结合N_2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、程序升温脱附(H_2-TPD、CO_2-TPD)、N_2O滴定、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)等表征研究了不同助剂对CO_2催化加氢制甲醇的影响。结果表明,催化剂中的金属氧化物改变了SBA-15分子筛载体的孔径大小和比表面积;催化剂CuO-ZnO-MnO_2/SBA-15、CuO-Zn O-ZrO_2/SBA-15中铜的分散度(D_(Cu))和比表面积(A_(Cu))更大,表面CuO粒径更小,更易被还原;相比Mn-O簇,Zr-O簇为增强了碱性位点,提高了甲醇选择性。此外,CuO-ZnO-ZrO_2/SBA-15具有更高的氧空位浓度,催化活性更好,其甲醇选择性为25.02%,与CuO-ZnO/SBA-15、CuO-ZnO-Mn O_2/SBA-15相比分别提高了28%和136.9%,催化效果最好。     

Co-Ni2P/SBA-15/Cordierite整体式催化剂的制备及其二苯并噻吩加氢脱硫性能

用共浸渍法制备了Co-Ni2P/SBA-15前躯体,将其调制成活性胶后均匀涂覆到预处理后的堇青石载体上,程序升温还原后制备了一系列Co-Ni2P/SBA-15/堇青石整体式催化剂。采用XRD、N2吸脱附和XPS等对催化剂进行了表征,以1 wt%二苯并噻吩(DBT)/十氢萘溶液为模型化合物,在微型固定床反应器上对催化剂的加氢脱硫(HDS)性能进行了评价。结果表明,不同Co含量的Co-Ni2P/SBA-15/堇青石整体式催化剂中都形成了Ni2P相。Co的加入提高Ni2P/SBA-15/堇青石催化剂的比表面积和孔体积。Co含量为0.55wt%的Co-Ni2P/SBA-15/堇青石整体式催化剂有最好的二苯并噻吩加氢脱硫活性,在380℃,二苯并噻吩转化率能够达到98.8%。Co的加入能够提高二苯并噻吩直接加氢脱硫产物联苯的选择性。     

负载型双噁唑啉催化剂上的不对称Diels-Alder反应

 分别以乙烷桥键磺酸官能化的有机-无机杂化介孔材料、十二钨磷酸铯、活化硅胶以及SBA-15为载体,通过非共价键作用制备了负载型双噁唑啉催化剂,并将该催化剂用于催化3-((E)-2-丁烯酰基)-1,3-噁唑啉-2-酮和环戊二烯的不对称Diels-Alder反应. 研究表明,催化剂的性能取决于载体本身以及载体表面阴离子的性质. 以SBA-15为载体时产物的对映体选择性较低,可归因于载体表面较低的羟基浓度.     

Ruthenium promotion of Co/SBA-15 catalysts for Fischer-Tropsch synthesis in slurry-phase reactors

The aim of this work was to evaluate the catalytic properties of a Ru promoted Co/SBA-15 catalyst for Fischer-Tropsch synthesis(FTS).The Ru promoted Co/SBA-15 catalyst was prepared by wet impregnation method and was characterized by X-ray diffraction,X-ray energy dispersion spectrophotometer,N2 adsorption-desorption,temperature-programmed reduction and transmission electron microscopy.The Fischer-Tropsch synthesis using the catalyst was carried out to evaluate the catalyst activity and its effect on FTS product distribution.The synthesis was carried out in a slurry reactor operating at 513 K,20 atm,CO:H2 molar ratio of 1:1.X-ray diffraction showed that the calcined cobalt catalyst did not modify the structure of SBA-15,proving that Co was present in the form of Co3O4 in the catalyst.The addition of cobalt in SBA-15 decreased the specific superficial area of the molecular sieve.Fischer-Tropsch synthesis activity and C5+hydrocarbon selectivity increased with the addition of Ru.The increases in activity and selectivity were attributed to the increased number of active sites resulting from higher reducibility and the synergetic effect of Ru and Co.Ru/Co/SBA-15 catalysts showed moderate conversion(40%)and high selectivity towards the production of C5+(80 wt%).     

Cu-Co/SBA-15催化剂的结构特征及其催化甲苯燃烧性能

 以介孔 SBA-15 分子筛为载体, 用等体积共浸渍法制备了不同 Cu/Co 比和不同 Cu-Co 含量的 Cu-Co/SBA-15 催化剂, 采用 N2 吸附-脱附、高分辨透射电镜、X 射线衍射、X 射线光电子能谱和程序升温还原等手段对催化剂进行了表征, 并在微型固定床反应器上评价了催化剂催化甲苯燃烧性能. 结果表明, 所有催化剂仍具有 SBA-15 分子筛的介孔结构, Cu 含量较低时催化剂中存在 Cu-Co-O 固溶体, Cu 含量较高时会形成 CuO. 催化剂表面的 Co 对甲苯催化燃烧有重要的作用, 催化剂中的 Cu 可以降低 Co 的还原温度, 从而有利于催化剂活性的提高. 40%(Cu0.25Co0.75)/SBA-15 催化剂具有最高的活性, 在 285 oC 时可完全催化燃烧消除甲苯.     

二次嫁接法合成多金属氧酸盐/介孔分子筛杂化材料

合成了表面含有SiOH基团的钨磷酸盐衍生物(Bu4N)3PW11O39[O(SiOH)2] (TBAPW11Si2), 并通过其与纯硅介孔分子筛SBA-15表面SiOH的缩合反应, 将TBAPW11Si2二次嫁接到SBA-15的介孔孔道中, 得到了TBAPW11Si2/SBA-15介孔杂化材料. 表征结果显示, 孔内TBAPW11Si2的Keggin结构保留完整, 并与孔壁共价键联. 样品仍保持六方对称的孔阵结构, 但孔道部分被堵, 孔容、孔径、比表面积下降. 该杂化样品对甲基橙的光催化降解不仅显示高催化活性, 而且由于键联的多金属氧酸盐在水溶液中的抗浸取能力强, 催化剂的使用寿命大大延长.     

Cr-free Co-Cu/SBA-15 catalysts for hydrogenation of biomass-derivedα-,β-unsaturated aldehyde to alcohol

Cr-free bi-metallic SBA-15-supported Co–Cu catalysts were examined in the conversion of bio-mass-derived α-, β-unsaturated aldehyde (furfural) to value-added chemical furfuryl alcohol (FOL). Co–Cu/SBA-15 catalysts with a fixed Cu loading of 10 wt% and varying Co loadings (2.5, 5, and 10 wt%) were prepared by the impregnation method. The catalysts were characterized by X-ray dif-fraction, N2 sorption, H2 temperature-programmed reduction, scanning electron microscopy, ener-gy-dispersive X-ray spectroscopy, high-resolution transmission electron microscopy, CO chemi-sorption, and inductively coupled plasma mass spectrometry. The influence of different reaction parameters such as temperature, pressure, catalyst dosage, and furfural concentration on the cata-lyst performance was evaluated. Relative to catalysts supported on amorphous silica, the current SBA-15-supported Co–Cu catalysts displayed higher performance, attaining a furfural conversion of 99% and furfuryl alcohol selectivity of 80%. The catalytic reactions were conducted in a 100-mL autoclave at 170 °C and 2 MPa H2 pressure for 4 h.     

Preparation,characterization and hydrodesulfurization performances of Co-Ni2P/SBA-15 catalysts

A series of Co-Ni2P/SBA-15 catalysts with various Co contents, Ni2P contents and P/Ni molar ratios were prepared by impregnating nickel nitrate, diammonium hydrogen phosphate, and then cobalt nitrate into SBA-15 support followed by temperature-programmed reduction in a H2 flow. The catalyst structure was characterized by X-ray diffraction(XRD), high resolution-transmission electron microscopy(HR-TEM)and N2adsorption-desorption techniques and their catalytic performance of the hydrodesulfurization(HDS) of dibenzothiophene(DBT) was evaluated. The effects of Co contents, Ni2 P contents and P/Ni molar ratios on the catalyst structure and HDS of DBT over the Co-Ni2P/SBA-15 catalyst were investigated. The results indicated that the mesoporous structure was mainly maintained and the nickel phosphides were well dispersed in all of the characterized catalysts. The 4Co-25Ni2P/SBA-15(P/Ni = 0.8) catalyst with the Co and Ni2 P contents of 4 wt% and25 wt%, respectively, and the P/Ni molar ratio of 0.8 showed the highest catalytic performance for HDS of DBT. Under the reaction conditions of 380?C and 3.0 MPa, the DBT conversion can reach 99.62%. The HDS of DBT proceeded mainly via the direct desulfurization(DDS)pathway with biphenyl(BP) as the dominant product on all of the catalysts and the BP selectivity was slightly enhanced after the introduction of Co promoters.     

SBA-15介孔分子筛负载型过渡金属催化燃烧脱除乙腈废气

制备了具有规则孔道结构和较高比表面积的SBA-15介孔分子筛,采用真空旋转蒸发法将过渡金属(Cu,Co,Cr和Mn)负载到SBA-15表面,得到负载型过渡金属催化剂,并将其用于含氰废气催化燃烧的实验中,考察了其催化活性.催化剂的理化性能通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)、H2-程序升温还...     

无铬Co-Cu/SBA-15催化剂催化生物质衍生α-,β-不饱和醛加氢制醇（英文）

Cr-free bi-metallic SBA-15-supported Co–Cu catalysts were examined in the conversion of biomass-derived α-, β-unsaturated aldehyde(furfural) to value-added chemical furfuryl alcohol(FOL).Co–Cu/SBA-15 catalysts with a fixed Cu loading of 10 wt% and varying Co loadings(2.5, 5, and 10 wt%) were prepared by the impregnation method. The catalysts were characterized by X-ray diffraction, N2 sorption, H2 temperature-programmed reduction, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, high-resolution transmission electron microscopy, CO chemisorption, and inductively coupled plasma mass spectrometry. The influence of different reaction parameters such as temperature, pressure, catalyst dosage, and furfural concentration on the catalyst performance was evaluated. Relative to catalysts supported on amorphous silica, the current SBA-15-supported Co–Cu catalysts displayed higher performance, attaining a furfural conversion of 99% and furfuryl alcohol selectivity of 80%. The catalytic reactions were conducted in a 100-mL autoclave at 170 °C and 2 MPa H2 pressure for 4 h.     

磺酸基功能化的有序SBA-15-SO3H介孔分子筛的合成及其在苯酚叔丁基化反应中的应用

通过一步法合成了SBA-15-SO3H介孔分子筛,用XRD,TEM,低温N2吸附和吡啶吸附红外光谱等方法进行了表征,并研究了其在苯酚叔丁基化反应中的催化性能.结果表明,SBA-15-SO3H保持了母体SBA-15高度有序的六方介孔结构,具有较强的酸性和热稳定性,且在苯酚叔丁基化反应中表现较好的催化活性和2,4-二叔丁基苯酚选择性.     

Nafion功能化介孔催化剂上苯甲醚/苯甲酰氯酰基化反应研究

苯甲醚/苯甲酰氯的酰基化产物4-甲氧基二苯甲酮是多种精细化工产品的重要中间体. 本工作主要介绍了Nafion负载型SBA-15, SBA-16及Me-SBA-15介孔超强酸催化剂的制备及其在苯甲醚/苯甲酰氯酰基化反应中的应用. 实验结果表明, 单位时间单位Nafion活性位上的苯甲酰氯转化数高于传统HBeta沸石和硫酸氧化锆, 且载量的增加能显著提高酰基化催化性能. 甲基修饰的Me-SBA-15介孔材料明显改善了催化剂表面的疏水性能, 有效减缓了多聚芳烃副产物的生成, 反应的转化率得到大幅提高. 相对一维孔道结构的介孔SBA-15而言, 三维笼状结构的SBA-16对反应物及产物分子具有更好的扩散性能, 该结构优势由酰基化反应的高初始活性得以充分体现. 在整个反应过程中, 该类催化剂对4-甲氧基二苯甲酮具有专一的选择性.     

多金属氧酸盐/SBA-15介孔杂化材料的稳定性

多金属氧酸盐;SBA-15;杂化材料;热和水热稳定性;溶剂浸取