Preparation and synergetic catalytic effects of amino-functionalized MCM-41 catalysts

Four amine functionalized mesoporous catalysts were synthesized by grafting primary, dualistic and two secondary amines onto the channel walls of mesoporous silica, MCM-41. We examined the effects of organoamine loading amount on the acid-base synergism of the catalysts in the self-condensation reaction of n-butanal, a Knoevenagel condensation and a Henry reaction. We observed the balance of the amine and residual silanol amounts is crucial to the catalytic performances of the functionalized mesoporous catalysts. An optimum organoamine loading amount exists, which is dependent on the organoamine type. There is little difference in the optimum organoamine loading amount between different reactions. The secondary organoamine functionalized MCM-41 exhibits the best catalytic performance in the experimental range.     

Selective catalytic reduction of nitrogen monoxide with propene over CuCl/MCM-41 catalysts

Selective catalytic reduction of nitrogen monoxide with propene over two kinds of CuCl/MCM-41 catalysts prepared by a dispersion method has been studied. It was found that CuCl/AlMCM-41 exhibits substantially higher activity over CuCl/SiMCM-41. Characterization of these samples by H₂-TPR, IR and XRD showed that the active copper species were mainly related to Cu²⁺ and Cu⁺ ions in CuCl/AlMCM-41 catalyst.     

多相对映体选择性环氧化催化剂Mn(salen)/MCM-41的合成

 对于非官能团化烯烃的不对称环氧化反应，手性Mn(salen)Cl配合物是性能优异的催化剂。本文采用了一种新的方法将其固载到无机载体的表面上。从对溴苯酚出发，经三甲基氯硅烷保护酚羟基，合成了酚羟基被保护的硅烷化试剂，与无机载体进行反应，然后选择性水解，可以在无机载体的表面嫁接上酚羟基。通过Mn(salen)阳离子与酚氧阴离子的相互作用，将手性Mn(salen)配合物固载到无机载体的表面上，合成了无机载体嫁接的手性Mn(salen)催化剂。     

Fe/MCM-41 as a promising heterogeneous catalyst for ozonation of p-chlorobenzoic acid in aqueous solution

Mesoporous MCM-41 and Fe loaded MCM-41（Fe/MCM-41）,which were successfully prepared by a hydrothermal method and a dipping method respectively,were applied as heterogeneous catalysts for ozonation of p-chlorobenzoic acid（p-CBA） in aqueous solution.MCM-41 and Fe/MCM-41 were characterized by XRD,FT-IR and diffuse reflectance UV-vis（DR-UV-vis） techniques. The presence of either MCM-41 or Fe/MCM-41 improves p-CBA and total organic carbon（TOC） removal efficiency compared to ozonation alone.Under the experimental condition,TOC removal rate of Fe/MCM-41/O₃ process is over 63.5%at 60 min oxidation time,44.5%using MCM-41 as catalyst,only 37.7%with ozonation alone.The presence of tert-butanol（TBA） in the Fe/MCM-41/ O₃ process indicated that the oxidation mechanism of p-CBA occurs via OH in the liquid bulk.And Fe/MCM-41 is a promising catalyst.     

MCM-41负载甲基三氧化铼的制备及其对环氧化反应的催化性能

通过多步接枝法将双吡啶-甲基三氧化铼配合物负载到MCM-41上,获得多相化的甲基三氧化铼催化剂.通过傅里叶变换红外光谱、紫外-可见漫反射光谱、元素分析、原子吸收、X-光射线衍射以及氮气吸附等方法对负载催化剂进行了表征.将其用于过氧化氢、尿素过氧化氢络合物环氧化环己烯、苯乙烯以及1-辛烯的催化剂,显示很高的催化活性和环氧化物选择性,但循环使用性能较差.     

外围为柔性链状取代基团Ni-酞菁配合物的合成及其在MCM-41中的装载

合成了外围具有柔性链状基团的2（3）,9（10）,16（17）,23（24）-四-（N,N-二乙胺基乙氧基）Ni-酞菁配合物（2）．以正硅酸乙酯为硅源,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,水热法将该Ni-酞菁配合物（2）装载到MCM-41中．利用UV-Vis-NIR,FT-IR,XRD,TEM,FESEM及N2吸附-脱附等温线对制备的样品进行了表征．研究表明制备的样品中Ni-酞菁配合物（2）主要以单体和二聚体的形式存在于MCM-41中．通过不同制备酞菁浓度的装载研究表明,较高制备酞菁浓度有利于制备结晶度及孔道有序性较高的介孔分子筛样品．     

Cr/MCM-41催化剂的制备及其用于丙烷非氧化脱氢反应

实验分别采用连续吸附法和传统浸渍法制备Cr/MCM-41催化剂（分别记为Cr/MCM-41-ad和Cr/MCM-41-imp）,将制备的Cr/MCM-41催化剂用于丙烷非氧化脱氢制丙烯反应,并对反应过程中的温度、压力、空速等反应条件进行优化,在合适的条件即反应温度为630℃、压力为0.1 MPa、空速为4500 mL·h^-1·g^-1下比较两种方法制备的催化剂在丙烷脱氢制丙烯反应的催化性能.我们采用XRD、SEM-mapping、XPS、UV-vis、H₂-TPR等表征手段对催化剂上α-Cr₂O₃晶体粒径、活性组分及分布等进行表征分析,结果表明Cr/MCM-41-ad和Cr/MCM-41-imp中同时均存在Cr（VI）、Cr（Ⅲ）和α-Cr₂O₃.其中XRD和SEM-Mapping结果可知,Cr/MCM-41-ad上获得的α-Cr₂O₃晶体粒径较小且分散性好;通过UV-vis、XPS和TPR结果证明Cr/MCM-41-imp催化剂存在非活性孤立态Cr（VI）,较难还原,影响其反应活性.相比之下,吸附法制备的催化剂使Cr高分散,可避免形成非活性孤立态Cr（VI）,进而提高丙烷脱氢催化活性.因此,吸附法制备的铬基催化剂用于丙烷脱氢制丙烯有一定的借鉴作用.     

Pd/MCM-41催化剂的制备及其光催化苯羟基化的研究

以酸化高岭土为原料,采用水热法在碱性介质中制得MCM-41分子筛.以此分子筛为载体制备了负载型Pd催化剂并对载体和催化剂进行了氮气吸附脱附、X射线粉末衍射和透射电镜等表征.研究其在光催化苯羟基化反应中的催化性能,考察了Pd的负载量、氧化剂的用量、不同光源及光照时间等反应条件对催化剂催化性能的影响,以及催化剂的回收重复利用率.结果表明以H_2O_2为氧化剂时,在汞灯照射下,Pd/MCM-41催化剂对苯羟基化反应表现出了良好的催化性能.     

Pt-Al/MCM-41催化剂的制备及催化合成有机硅增效剂

以介孔硅MCM-41为载体,AlCl₃为促进剂,制备了负载型Pt-Al/MCM-41催化剂。利用傅里叶红外光谱（FTIR）、N₂吸附-脱附、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、电感耦合等离子体发射光谱（ICP）对催化剂的结构、形貌以及金属间作用力进行了表征,着重探讨了不同Al加入量对催化剂结构和金属间作用力的影响,系统考察了Pt-Al/MCM-41用于催化聚乙二醇烯丙基醚和七甲基三硅氧烷合成有机硅增效剂。结果表明,Al的加入量对催化剂的结构和有序度有一定的影响,其比表面积、孔容和有序度随着Al用量的增加而逐步降低。此外,加入一定量的Al有利于提高Pt晶粒的分散度,减小其粒径。Pt₁Al₂/MCM-41催化剂具有良好的重复使用性,使用6次无明显失活,其转化率仍大于90%。合成有机硅增效剂的最佳工艺为：n_PGAE/n_MD^HM=1.1,反应时间为4 h,反应温度为100℃,催化剂用量为0.5%,其转化率达94.1%。     

Pt-Al/MCM-41催化剂的制备及催化合成有机硅增效剂

以介孔硅MCM-41为载体,Al Cl_3为促进剂,制备了负载型Pt-Al/MCM-41催化剂。利用傅里叶红外光谱(FTIR)、N_2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)对催化剂的结构、形貌以及金属间作用力进行了表征,着重探讨了不同Al加入量对催化剂结构和金属间作用力的影响,系统考察了Pt-Al/MCM-41用于催化聚乙二醇烯丙基醚和七甲基三硅氧烷合成有机硅增效剂。结果表明,Al的加入量对催化剂的结构和有序度有一定的影响,其比表面积、孔容和有序度随着Al用量的增加而逐步降低。此外,加入一定量的Al有利于提高Pt晶粒的分散度,减小其粒径。Pt_1Al_2/MCM-41催化剂具有良好的重复使用性,使用6次无明显失活,其转化率仍大于90%。合成有机硅增效剂的最佳工艺为:n_(PGAE)/n_(MDHM)=1.1,反应时间为4 h,反应温度为100℃,催化剂用量为0.5%,其转化率达94.1%。     

Preparation and Properties of Zirconium Hydride on the Surface of MCM-41 Mesoporous Molecular Sieves

Zirconium monohydride bonded to the framework oxygen of MCM-41 surface was prepared by the reaction of tetraneopentyl zirconium with MCM-41 surface hydroxyl groups, followed by the hydrogenolysis of the resulted product. The surface hydride was characterized by using infrared spectroscopy, solid-state NMR, elemental analysis, gas-phase chromatography and chemical probing reaction. It was shown that this surface species is stable below 150 'C and can catalytically crack alkanes into methane and ethane at 100 .     

锌锡双金属掺杂MCM-41的合成及表征

以硅酸钠为硅源, 锡酸钠，硝酸锌为金属源，十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，采用直接水热合成法合成出了锌锡双金属同时掺杂的介孔MCM-41。通过ICP﹑XRD、TG-DTA﹑FTIR﹑HRTEM以及BET等技术对材料的结构和性质进行了表征。结果表明，合成的材料具有典型的六方介孔结构，比表面高，孔分布窄，热稳定性较高，且锌锡可能进入介孔MCM-41骨架中。该材料对苯酚羟基化反应具有良好的催化性能，双金属修饰MCM-41催化活性明显优于单组分掺杂。     

疏水改性MCM-41对甲草胺缓释性能的影响

采用浸渍法将甲草胺吸附到纯硅MCM-41(M41)介孔材料中, 以六甲基二硅氮烷(HMDS)为表面改性剂, 通过气-固反应对吸附了甲草胺的M41材料(Ach/M41)进行疏水改性, 得到了既具有高载药性又能有效延缓甲草胺释放的缓释体系Ach/TMS-M41. XRD、低温N₂吸附/脱附、FT-IR和TG等分析结果表明, 甲草胺在M41中的吸附量高达0.381 g·g^-1(质量分数为27.6%), 此时M41仍保持原有的孔道结构, 且甲草胺能完全分散于M41孔道中. 分别对Ach/M41和Ach/TMS-M41在水中的缓释性能进行了测试, 甲草胺释放率分别为62%和38.1%, 表明疏水改性对延缓甲草胺释放有较好的效果. 而且, 介孔材料孔壁对甲草胺具有明显的紫外屏蔽保护作用.     

磺酸功能化的MCM-41催化三乙酸甘油酯与甲醇的酯交换反应

通过在孔壁上覆盖糠醇聚合物,于不同温度下用浓硫酸直接进行磺化制备了一系列磺酸基功能化的MCM-41介孔材料,并用氮气吸附-脱附、XRD、XPS和红外光谱等方法对其进行了结构表征,以三乙酸甘油酯和甲醇的酯交换反应为模型反应研究了生物柴油的制备.结果表明,在介孔结构完好的情况下,一定数量的磺酸基嫁接到了MCM-41的孔擘上...     

利用多元醇共浸渍促进Ni／MCM-41催化剂的萘加氧活性

研究了利用乙二醇、甘油、木糖醇、山梨醇、葡萄糖多元醇共浸渍方法促进Ni负载在MCM-41载体上的萘加氢活性．和传统的浸渍方法比较,只要在硝酸盐的水溶液中添加适合量的多元醇即可以提高金属活性中心和载体表面的相互作用,导致5nm以下超细NiO粒子的形成,以及高分散的催化活性中心和异常高的催化活性;零价Ni的纳米粒子从36．1nm减少到5nm以下,同时荼的加氢活性取决于零价Ni纳米粒子的大小．利用多元醇共浸渍制备的负载型催化剂表现出优异的催化活性,即使在55℃的低温环境中亦表现出100％的荼转化率．     

Cr/MCM-41催化剂的结构特征及其纳米尺寸孔内聚乙烯的形成

合成了纯硅MCM-41,并以浸渍法在表面负载烯烃聚合催化活性中心---过渡金属元素Cr;通过对所得Cr/MCM-41样品的结构特征及Cr物种的存在形成进行XRD,低温N2吸附,FTIR,Raman,^2^9SiNMR等表征发现,Cr/MCM-41具有良好的长程有序结构、较高的比表面积及均一的孔径分布。负载于MCM-41表面的Cr物种通过与羟基的相互作用分散于载体孔道内。Cr负载量较低时,Cr物种主要以孤立态存在,随着Cr含量增加,出现聚合态的Cr物种。Cr/MCM-41的一维孔道内,不仅可进行乙烯的聚合形成聚乙烯,而且反应后MCM-41的长程结构保持不变。     

AlCl3/MCM-41催化剂上桥式四氢双环戊二烯异构化反应

 分别采用介孔 MCM-41 和 SiO2 为载体制备了固载化 AlCl3 催化剂, 考察了其催化桥式四氢双环戊二烯异构化生成挂式四氢双环戊二烯反应性能. 结果表明, 180 °C 时 AlCl3/MCM-41 催化剂上挂式四氢双环戊二烯选择性可达 95.7%, 而在 AlCl3/SiO2 上仅为 86.3%. 采用 N2 吸附-脱附、Hammett 指示剂法、吡啶吸附红外光谱和化学分析等方法对催化剂进行了表征. 结果表明, AlCl3/MCM-41 催化剂较弱的表面酸性和一维孔结构有利于挂式四氢双环戊二烯的生成.     

中孔分子筛MCM-41的合成与表征

以白炭黑和正硅酸乙酯为硅源,十二、十六烷基三甲基铵为模板剂,用水热法和室温直接法合成出中孔分子筛MCM-41,考察了对合成的影响因素,用红外光谱、吸附、孔分布、热分析等手段对这两种产物进行了表征。结果表明:这种分子筛可以在很宽的配比范围内获得,但较高水硅比更有利于合成;在水硅比较低的体系中得到了一种类MCM-41中孔相(亦应属于MCM-41),其XRD衍射峰较宽,2θ角度偏低,具有类似于无定形硅铝酸盐的骨架结构。     

MCM—41型含V分子筛的合成与表征

本文合成出具有ＭＣＭ—４１型结构的含Ｖ和Ｖ—Ｔｉ分子筛，骨架红外、顺磁共振、紫外漫反射、固体魔角核磷、拉曼光谱、电子能借等测试结果表明Ｖ在分子筛中主要以分散的不流动的Ｖ￣（４＋）离子形式四配位存在于骨架上，Ｔｉ的存在不排斥Ｖ的同时进入骨架；同时考察了合成条件，吸附性能和热稳定性能。     

金属有机化学气相沉积法制备SnO2/MCM-41半导体传感器及其性能研究

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法制备了SnO2/MCM-41半导体传感器, 考察了沉积时间和沉积温度对SnO2/MCM-41半导体传感器的SnO2沉积量、比表面积和孔径的影响; 研究发现, 随着SnO2沉积量的增加, 孔径有规律地下降, 说明SnO2较均匀地沉积在介孔分子筛MCM-41的孔道之中. SnO2/MCM-41半导体传感器对CO和H2具有较高的传感性能, 其传感性能的大小与CO和H2的浓度成正比.