SO42-促进的中孔含锆分子筛催化合成乙酸松油酯的研究

合成了中孔含锆分子筛Zr-MCM-41，用H2SO4对Zr-MCM-41进行修饰，得到SO4^2-促进的中孔含锆分子筛SO4^2-／Zr-MCM-41．通过XRD、FT—IR表征了其结构．结果表明：Zr—MCM-41和SO4^2-／Zr—MCM-41具有中孔分子筛的特征结构、良好的长程有序性和结晶度；SO4^2-已进入Zr—MCM-41骨架内部，并与骨架原子形成了化学键，从而产生强酸中心，将SO4^2-／Zr—MCM-41用于催化合成乙酸松油酯，考察了催化剂的种类、反应温度、反应时间及反应物配比对松油醇酯化反应结果的影响．     

Mo_2N/Zr-MCM-41新型催化剂的制备、表征及其麻疯树油加氢脱氧的催化性能

采用水热法合成载体MCM-41与不同初始n(Si)/n(Zr)的Zr-MCM-41,由(NH_4)_6Mo_7O_(24)与载体经过共浸渍、高温焙烧、氨气程序升温氮化制备了Mo_2N/Zr-MCM-41新型加氢脱氧催化剂。采用XRD、BET、XPS、TEM以及吡啶红外等手段对催化剂进行了表征,并采用高压反应釜评价了不同n(Si)/n(Zr)的Mo_2N/Zr-MCM-41催化麻疯树油加氢脱氧反应的性能。结果表明,Zr改性后的载体与纯硅MCM-41同样具有良好的孔道结构,且L酸、B酸酸值提高。Mo_2N作为活性组分体现出了优异的加氢脱氧性能,在反应温度350℃、氢气分压3.0 MPa条件下催化的产品油组成主要为直链烷烃与芳香族化合物,占产品组分的90%(质量分数)以上;不同n(Si)/n(Zr)的新型催化剂脱氧率可高达100%;芳香族化合物含量高于直链烷烃,最高可占组成的72.09%(质量分数),主要以单环、双环芳香烃为主,碳链长度分布在C_(8-16);直链烷烃碳链长度分布在C_(8-17)。通过Mo_2N/Zr-MCM-41催化后的麻疯树油经分馏处理后可制备生物燃料。     

中孔分子筛SO42-/Zr-MCM-41催化裂解聚丙烯反应研究

采用水热合成法制备了不同硅锆比的中孔分子筛Zr-MCM-41,用强酸性基团SO42-对其进行修饰,制得SO42-/Zr-MCM-41中孔分子筛.采用XRD、FT-IR、NH3-TPD及氮气吸附脱附等技术对其结构和酸强度进行表征.通过改变硅锆比、负载不同的酸性基团对Zr-MCM-41的酸性进行调变,并将其用于催化聚丙烯(PP)的裂解反应,结果表明S i/Zr=40的SO42-/Zr-MCM-41具有较好的催化裂解活性.另外,与热裂解以及HZSM-5和Zr-MCM-41为催化剂时PP的裂解反应结果进行了比较,结果证明SO42-/Zr-MCM-41不仅具有较高的裂解转化率,而且具有较高的液体产物收率,适宜于空间位阻较大的PP的催化裂解反应.     

介孔材料Co-MCM-41的合成及其吸附脱除各种碱性氮化物

采用水热法合成了MCM-41和不同Co/Si物质的量比的Co-MCM-41介孔材料,并采用XRD、FT-IR和低温氮气吸附-脱附方法对样品进行了表征。FT-IR及XRD表征结果说明,Co原子已经进入了介孔材料的孔壁。合成的MCM-41及Co/Si(物质的量比)为0.18以下的Co-M CM-41都具有六方有序排列的介孔结构。当加入的Co/Si(物质的量比)为0.22时,样品的(100)峰完全消失,不具备六方有序排列的介孔结构,说明以硝酸钴为钴源合成Co-MCM-41的最大Co加入量为Co/Si(物质的量比)为0.18左右。与MCM-41相比,各Co-MCM-41样品的XRD(100)峰随着Co加入量的增加逐渐变宽变弱,比表面积和孔容变小,平均孔径增大。当加入的Co/Si物质的量比大于0.06时,Co-MCM-41的介孔孔道中存在少量聚集态的Co3O4。利用合成的Co-MCM-41吸附脱除氮含量为1737.35μg/g模拟燃料中的碱性氮化物喹啉、苯胺或吡啶,结果表明,所有样品的吸附脱氮效果顺序为苯胺吡啶喹啉。Co-MCM-41(0.06)的吸附容量和氮脱除率明显要高于其他样品,对苯胺、吡啶和喹啉的吸附容量分别为42.17、35.66和29.18 mg(N)/g,去除率分别为82.38%、73.53%和61.11%。添加到模拟燃料中的芳烃化合物萘、苯或甲苯对其吸附脱氮没有影响,表明介孔材料Co-MCM-41对各种含氮化合物的吸附主要是N原子与Co的配位络合吸附,而不是π-π络合作用。采用焙烧或乙醇溶剂洗涤再生后的Co-MCM-41(0.06)恢复了吸附脱氮能力,说明其具有较好的再生性能。     

混合超分子液晶模板法合成六方介孔相含钛氧化硅

采用混合十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）与不同碳链的脂肪胺（CnNH2n＋3, n=8,10,12,14,16）作模板,在四甲基氢氧化胺为碱源的条件下,合成了具有六方介孔结构的含钛氧化硅Ti MCM 41分子筛材料. XRD和TEM测试表明所合成材料具有高度的长程有序结构,样品的N2吸附/脱附等温线表明,高度有序的Ti MCM 41材料展示了毛细凝聚的陡峭台阶和狭窄的介孔孔径分布.对反应物配比中Ti/Si比、脂肪胺碳链长度n对六方介孔相结构的影响进行了研究,实验发现当Ti/Si< 0.15和n< 16时,均可获得具有六方介孔结构的含钛氧化硅Ti MCM 41;而当Ti/Si≥0.15或n >16时,产物将分别发生从六方向无定形态或从六方向层状介孔相结构的转移,从混合表面活性剂的堆积参数对这种相转移现象进行了分析.     

Pr-MCM-41介孔分子筛合成与表征

在碱性条件下, 以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂, Na2Si3O7为硅源, 用水热法合成了稀土介孔分子筛Pr-MCM-41. 并用XRD、 FT-IR、 X-射线荧光分析法、 SEM、紫外漫反射、 TG-DTA等方法对样品进行表征. 结果表明所得的样品确为Pr-MCM-41介孔分子筛. 比表面积大, 热稳定性好.     

Sm-Al-MCM-41分子筛的合成与表征

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂, Na2Si3O7为硅源,采用水热合成方法制备了双金属Sm-Al-MCM-41介孔分子筛,并用XRD, FT-IR, SEM, TG-DTA等方法对样品进行表征.结果表明该分子筛具有典型的MCM-41介孔分子筛特征.     

MoP/SiO_2-TiO_2-ZrO_2加氢脱硫催化剂的研制

采用共沉淀法制备了SiO2-TiO2-ZrO2复合载体,并用共浸渍法制备了负载型MoP/SiO2-TiO2-ZrO2催化剂,通过H2原位还原技术对催化剂进行还原处理,在小型连续固定床反应器上进行催化剂的加氢脱硫活性评价。结果表明,SiO2-TiO2-ZrO2复合载体为介孔材料,MoP/SiO2-TiO2-ZrO2比一元及二元载体催化剂的加氢脱硫活性提高了12-31%;Si/Ti/Zr摩尔比以及MoP的负载量对催化剂的活性有很大影响,当n(Si)/n(Ti)/n(Zr)=0.163/0.809/0.028、MoP的负载量为20%时,催化剂的加氢脱硫效果最好:在380℃、压力4.0 Mpa、空速6 h(1、氢油比500条件下,二苯并噻吩的转化率达到了99.1%。     

Si掺杂介孔SO2-4/TiO2的非模板剂法合成及表征

在不使用模板剂的条件下,以工业硫酸氧钛溶液为原料合成介孔偏钛酸前驱体,再经正硅酸乙酯浸渍焙烧制备了具有良好热稳定性的Si掺杂介孔SO2-4/TiO2.采用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电镜、X射线能谱和傅里叶变换红外光谱等表征方法对样品的组成和结构进行了分析,并考察了该材料在亚甲基蓝氧化降解反应中的光催化性能.结果表明,在焙烧过程中,被吸附在偏钛酸孔道内的正硅酸乙酯发生水解,并与偏钛酸孔壁上的自由羟基形成 Ti - O - Si 键;Si进入二氧化钛骨架中,对孔结构起到了支撑作用,从而提高了介孔SO2-4/TiO2的热稳定性.700 ℃焙烧 2 h 后,Si掺杂介孔SO2-4/TiO2材料的比表面积仍达到189 m2/g,平均孔径为2.8 nm.400 ℃焙烧的样品在亚甲基蓝降解反应中表现出较好的光催化活性.     

Si掺杂介孔SO_4~(2-)/TiO_2的非模板剂法合成及表征

在不使用模板剂的条件下,以工业硫酸氧钛溶液为原料合成介孔偏钛酸前驱体,再经正硅酸乙酯浸渍焙烧制备了具有良好热稳定性的Si掺杂介孔SO42-/TiO2.采用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电镜、X射线能谱和傅里叶变换红外光谱等表征方法对样品的组成和结构进行了分析,并考察了该材料在亚甲基蓝氧化降解反应中的光催化性能.结果表明,在焙烧过程中,被吸附在偏钛酸孔道内的正硅酸乙酯发生水解,并与偏钛酸孔壁上的自由羟基形成Ti-O-Si键;Si进入二氧化钛骨架中,对孔结构起到了支撑作用,从而提高了介孔SO42-/TiO2的热稳定性.700℃焙烧2 h后,Si掺杂介孔SO42-/TiO2材料的比表面积仍达到189 m2/g,平均孔径为2.8 nm.400℃焙烧的样品在亚甲基蓝降解反应中表现出较好的光催化活性.     

ClO<Subscript>4</Subscript><Superscript>−</Superscript>/Zr-MCM-41 nanoparticles prepared at mild conditions: a novel solid acid catalyst for the synthesis of polyhydroquinolines

One-pot four-component reaction of aldehydes, dimedone, ethyl cyanoacetate or ethyl acetoacetate and ammonium acetate was studied in the presence of perchlorated Zr-MCM-41 (ClO₄ ^?/Zr-MCM-41) nanoparticles for the synthesis of dihydropyridines. Zr-MCM-41 nanoparticles with various molar ratios of Si/Zr were synthesized by sol–gel method under mild conditions, and then ClO₄ ^?/Zr-MCM-41 samples with different calcination temperatures were prepared and characterized by XRD, FT-IR and SEM techniques. The characterization results show the presence of perchlorate in the mesostructure of Zr-MCM-41 and the catalytic performance experiments show that ClO₄ ^?/Zr-MCM-41 with Si/Zr molar ratio of 25 and calcinations temperature of 300 °C has the best catalytic activity. The catalyst can be recovered easily and reused many times with moderate decrease in activity.     

Preparation and characterization of Zr-MCM-41 synthesized under microwave irradiation condition for acetylation of 1,2-dimethoxybenzene with acetic anhydride

The liquid phase of acetylation of 1,2-dimethoxybenzene with acetic anhydride has been investigated over a series of acid zirconium mesoporous materials (Zr-MCM-41) synthesized by a microwave irradiation method with different Si/Zr ratios (Si/Zr?=?90, 60, 10) and characterized by several spectroscopic techniques such as: N₂ physical adsorption, ICP, XRD, TEM, FT-IR, UV?Cvis and a temperature-programmed desorption (TPD) of pyridine. In fact, the catalyst Zr-MCM-41 (10) showed a greater performance in the acid-catalyzed acetylation of 1,2-dimethoxybenzene employing acetic anhydride as an acylating agent. Furthermore, the kinetics of the acetylation of 1,2-dimethoxybenzene over these catalysts have also been investigated.     

四氢呋喃聚合介孔催化剂Zr-PHTS合成、表征及反应性能

在水-有机溶剂复合体系中,以P123为结构导向剂水热直接合成了锆掺杂介孔固体酸催化剂(Zr-PHTS),运用XRD、TEM、N2吸附-脱附以及NH3-TPD、Py-FTIR等手段对催化剂进行了表征.结果表明,在硅锆摩尔比20-100考察范围内,所得Zr-PHTS样品均显示有序二维六方晶相结构,具有以L酸为主的中等强度的酸性中心;随着锆引入量的变化Zr-PHTS的比表面积仅显示少量的变化,孔径维持在9.8 nm;在四氢呋喃聚合反应中Zr-PHTS显示出较好的催化活性,硅锆摩尔比30的样品表现出最佳的催化性能,聚合物收率达到40.4%,数均分子量2 135,推测催化剂表面酸性和孔结构决定了催化剂对四氢呋喃的聚合性能.     

Zr-FSM-16中孔分子筛的合成及其对苯羟基化的催化性能

 以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为模板剂,合成出Zr-FSM-16中孔分子筛,并采用XRD,IR和BET等对分子筛进行了表征. 考察了Zr掺杂量和pH值等因素对分子筛结构的影响,并考察了合成出的Zr-FSM-16分子筛对苯羟基化反应的催化性能. 结果表明,Zr能有效地嵌入FSM-16的骨架之中,但Zr的嵌入对分子筛中孔结构的形成具有一定的不利影响,随着Zr嵌入量的增加,分子筛的长程有序度会下降; pH值对分子筛中孔结构的形成也具有十分显著的影响,在n(Si)/n(Zr)=40的条件下, pH＜12.5时,有序度随着pH值的升高而升高,pH＞12.5时则相反. 一般在n(Si)/n(Zr)＞40时,催化剂均能保持较好的六方晶体结构和较大的比表面积; n(Si)/n(Zr)＜20时,则较难形成中孔结构. Zr-FSM-16对于苯的羟基化反应具有良好的催化性能,催化活性和选择性均随Zr嵌入量的增加而升高,n(Si)/n(Zr)=40时,苯酚的选择性可达65%以上.     

Synthesis of high surface area Al-containing mesoporous silica from calcined and acid leached kaolinites as the precursors

Al-containing mesoporous silicas were synthesized by hydrothermal treatment of microporous silica prepared by selectively acid leached metakaolinites with Si/Al = 3.9-92.5 mixed with a surfactant of cetyltrimethylammonium bromide (CTABr). The specific surface area of the products increased with higher surfactant/microporous silica (surf/Si) ratio and Si/Al ratio of the microporous silica, reaching about 1400 m2/g at CTABr/Si 0.1 and Si/Al 40. The XRD patterns of these products show a hexagonal (100) peak with the lattice parameter a0=4.2-4.3 nm and the N2 adsorption isotherms show steep increase of adsorption between relative pressure of 0.3 and 0.4. Hexagonal mesoporous microstructure is observed by high resolution TEM. The pore size distributions of the products show a sharp peak at 2.8 nm by the BJH method. The high specific surface area of the present mesoporous samples is attributed to the lower matrix density and surface roughness of mesopore wall. The highest specific surface area of the products reached up to 1420 m2/g and this value is apparently higher than those reported in hexagonal mesoporous silicas. A unique microporous structure of the starting material is thought to be related to achieve such a high specific surface area of the products.     

基于原位合成的Ni/Mg@MCM-41上的CO2甲烷化研究

通过原位引入Mg一步法合成了Mg@MCM-41复合介孔材料,并将其作为载体制备了高性能Ni基CO_2甲烷化催化剂。通过BET、XRD、TEM、CO_2-TPD、TG等手段对催化剂进行了表征分析,着重比较了Mg/Si物质的量比对于催化剂特性的影响。结果表明,当Mg/Si物质的量比为0.05时能够在不破坏孔道结构的前提下显著增加催化剂上的碱性位,有效地提高了催化剂对CO_2的吸附和活化,从而促进CO_2甲烷化反应过程中反应物的转化。实验所制得的催化剂均具有较好的热稳定性和催化反应活性,其中,Ni/0.05Mg@MCM-41在CO_2甲烷化反应表现出最优的催化性能,在320℃,1 MPa的条件下,CO_2转化率和CH_4选择性分别高达84.3%和97.8%。     

新型WO3/HMS催化剂的制备及其对环戊烯选择氧化反应的催化性能

 采用草酸络合方法将WO3固载到六方介孔全硅分子筛HMS上,制得新型WO3/HMS非均相催化剂. 利用SEM,TEM,N2吸附,XRD及激光拉曼光谱等手段对催化剂进行了表征,研究了催化剂在环戊烯选择性氧化合成戊二醛反应中的催化性能. 结果表明,在WO3/HMS催化下环戊烯和H2O2的转化率均可达100%,戊二醛的选择性可达72%. WO3以高分散状态存在于催化剂表面. 单次反应后钨的溶脱量(5.5 μg/ml)很小,对反应几乎没有影响. 催化剂具有较高的稳定性,可以重复套用6次. 失活后的催化剂可通过简单焙烧的方式再生.