12-磷钨酸插层MgAl水滑石的合成、表征及催化酯化原油脱酸性能

采用离子交换法合成了不同Mg/Al物质的量比的12-磷钨酸(H_3PW_(12)O_(40),HPW)插层水滑石(LDHs),采用XRD、FT-IR、Raman、ICP-AES、TG-DSC等分析手段表征其物化性质,Hammett指示剂-正丁胺滴定法测定其酸强度和酸量分布。进一步将其用于原油催化酯化脱酸反应,并与NO_3型LDHs对比,探讨酯化活性与催化剂性质之间的关系。结果表明,催化剂的活性主要受酸性和比表面积的影响。HPW插层LDHs的酯化活性明显优于NO3型LDHs,归因于增强的酸性和增大的比表面积。对于弱酸性的NO_3型LDHs,酯化活性与比表面积呈正向关系,Mg/Al物质的量比为4时,具有最大的比表面积和脱酸活性。而对于较强酸性的HPW插层LDHs,酯化活性主要受到酸量的影响,Mg/Al物质的量比为2的催化剂具有最高的酸量和脱酸活性。     

银配合物[Ag_(10)(NCA)_4(PW_9~ⅥW_3~ⅤO_(40))(H_2O)_4]的合成、结构与性质

在水热条件下,制备了一种基于Keggin型多金属氧酸盐的银配合物[Ag_(10)(NCA)_4(PW_9~ⅥW_3~ⅤO_(40))(H_2O)_4].通过元素分析、红外光谱和X-射线单晶衍射方法确定了该配合物的晶体结构.在合成过程中,3-(2-吡啶羧酸)酰胺-吡嗪配体(L)分解成烟酸NCA.结构分析表明:该化合物属于三斜晶系,P_1空间群,晶胞参数a=1.188 74(9)nm,b=1.249 50nm,c=1.411 03(10)nm,α=73.712(2)°,β=66.720(2)°,γ=83.467(2)°,V=1.847 9(2)nm~3,Z=1,R_1=0.073 1,ωR_2=0.197 4.配合物中含有一种六核银亚单元[Ag_6(NCA)_4]~(2+),不同亚单元间通过配位水的氧原子连接形成一维双链结构,而一维双链进一步通过Ag—N键连接形成二维层状结构,二维层则通过[PW_9~ⅥW_3~ⅤO_(40)]~(6-)多阴离子形成最终的三维金属有机框架.标题配合物修饰的碳糊电极对H_2O_2和KNO_2还原有好的电催化活性,而且该配合物对降解亚甲基蓝、罗丹明B分子有较高的光催化效率.     

表面预处理对镁铝水滑石结构性质和缓释性能影响

以Mg-Al-NO3水滑石(LDHs)为载体,将5-氟尿嘧啶(5-FU)通过离子交换法插入其层间,得5-FU/LDHs缓释材料。并对水滑石表面进行弱酸预处理改性,利用XRD、FTIR、TG-DSC、SEM和零电荷点(pHPZC)等表征手段,考察酸预处理对水滑石表面化学性质及微观结构的影响。结果表明,5-FU/LDHs的层间距从0.858 nm扩大到1.064 nm,层间5-FU2阴离子与主体层板通过氢键与静电作用,以呈一定角度单层交替排列于层间。酸预处理的水滑石粒径变小,层板正电荷密度增大。5-FU的释放机理是物理扩散、离子交换和药物溶解等协同作用,酸预处理可提高水滑石的缓释性能和稳定性。     

二元类水滑石层板组成、结构与性能的理论研究

采用晶体学理论建立二元类水滑石(LDHs)微观结构模型与静电势能模型，将层板金属离子间距、层板电荷密度、层间阴离子间距等微观结构参数定量化，并将层间阴离子的静电势能表示成层板金属离子半径和物质的量之比、插层阴离子尺寸和电荷的函数。研究结果表明：LDHs层板金属离子间距应用离子紧密堆积来估算和孔径按阴离子平面六方点阵分布来计算是可行的；调变层板金属离子种类与物质的量之比影响层间阴离子的稳定性，势能计算值与文献报道的LDHs热稳定性次序一致。所以该模型可用于预测LDHs的微观结构参数以及热稳定性，为新型层状双羟基材料的定向合成提供思路。     

酸性橙插层锌铝水滑石的组装及其结构与性能

采用共沉淀法合成酸性橙阴离子插层锌铝水滑石(Zn/Al-AO7 LDHs),研究不同pH值及原料金属离子配比对产物结构的影响,利用X射线粉末衍射(XRD),热分析(TG-DTA),傅里叶变换红外(FT-IR)等表征手段,对插层产物的结构进行表征,确定了制备酸性橙插层锌铝水滑石的最适宜条件.用量子化学的B3PW91/6-31G(d,p)方法对Zn/Al-AO7 LDHs模型分子的空间几何构型进行了优化,通过结构组合得到的层间距为2.33 nm,接近XRD测试得到的层间距,从而说明了酸性橙离子在水滑石层板间的排列方式.进一步以甲酰胺为溶剂对水滑石层板进行剥离,得到澄清溶液,根据剥离产物的XRD谱可以确定剥离实验成功.     

二空缺Dawson型钨磷酸盐K_(10)Na_2H_2P_2W_(16)O_(60)·18H_2O的合成、结构和溶液的稳定性

用刚酸化的Na_2WO_4溶液(H~+/WO_4~(2-)=1.14,摩尔比)与Na_2HPO_4混合,酸化至pH6.5～6.9,再加入KCl固体,可制得K_(10)Na_2H_2P_2W_(16)O_(60)·18H_2O晶体。经元素分析、VO~(2+)光度滴定、~(31)PNMR、~(183)W NMR和紫外光谱等研究,确定为二空缺Dawson型结构;其溶液经60℃加热后,立即分解成H_7PW_8O_(33)~(6-);将K~+换成Na~+时,主要分解产物为PW_(11)O_(39)~(7-)。     

二氟尼柳/水滑石插层组装结构、氢键及水合特性的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟二氟尼柳插层水滑石(DIF/LDHs)的超分子结构, 研究复合材料主客体间形成的氢键以及水合膨胀特性.结果表明, 当水分子总数与DIF分子总数之比Nw≤3时, 层间距dc保持基本恒定, 约1.80 nm; 当Nw≥4时, 层间距逐渐增大, 且符合dc=1.2611Nw+13.63线性方程. 随着水分子个数增加, 水合能驻UH逐渐增大. 当Nw≤16时, 由于⊿UH<-41.84 kJ·mol-1, LDHs-DIF可以持续吸收水, 从而使材料层间距不断膨胀. 但当Nw≥24时, ⊿UH>-41.84 kJ·mol-1, 此时LDHs-DIF层间不能再进一步水合, 因此LDHs-DIF在水环境中膨胀具有一定的限度. 水滑石层间存在复杂的氢键网络. DIF/LDHs水合过程中, 水分子首先同步与层板和阴离子构成氢键; 当阴离子趋于饱和后, 水分子继续与层板形成氢键, 并逐步发生L-W型氢键取代L-A型氢键, 驱使阴离子向层间中央移动, 与层板发生隔离; 最后水分子在水滑石羟基表面形成有序结构化水层.     

基于[P_2W_(17)O_(61)]~(10-)构筑的一维双链稀土衍生物的结构、合成及表征

饱和Dawson型[P_2W_(18)O_(62)]~(6-)(简称为[P_2W_(18)])多酸阴离子以其稳定的化学性质、良好的结晶性能成为多酸化学领域中的重要研究对象.本文以K_6[α-P_2W_(18)O_(62)]·xH_2O、Ce(NO_3)_3·6H_2O为基本原料,通过常规水溶液加热回流法,成功地合成了一例结构单元类似2∶17型Dawson-稀土双系列结构的一维双链化合物{[Na_2[N(CH_3)_4]_8[Ce(CH_3COO)(H_2O)]_2[Ce(H_2O)_7](P_2W_(17)O_(61))]_2·23H_2O}_n(1).结构分析表明,化合物1属于三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数为:a=1.327 97(15)nm,b=1.376 71(15)nm,c=3.121 1(3)nm.该化合物以单缺位[P_2W_(17)O_(61)]~(10-)(简称为[P_2W_(17)])为基本构筑单元,中心原子Ce不仅与[P_2W_(17)]通过氧桥直接相连,而且通过醋酸根与另外一个Ce-[P_2W_(17)]单元相连,并最终形成新颖的一维双链结构.此外,我们还通过红外光谱、元素分析、热失重分析、紫外-可见吸收光谱分析等方法,对化合物1进行了较全面的表征.     

Studies on the Redox Properties of Undecatungstotitanates Containing One Kind of Transition Metal

Some monosubstituted Keggin or Dawson anions nave been reporten by Hill to be "remarkably effective" catalysts for the epoxidation of alkenes, Hill, Finke and Neumann reported respectively that the transition metal monosubstituted heteropolyanions [PW_(11)O_(39)M(H_2O)]"~-, [P_2W_(17)O_(61)M(L)]"- and [SiW_(11)O_(39)Ru(H_2O)]~(37-) have an ability to catalyze the epoxidation of alkenes. And the undecatungstotitanates with one kind of transition metal have     

用焙烧复原法插层组装有机层柱双氢氧化物

有机酸根插层双氢氧化物(简记为:LDHs OA)是制备具有特殊性质和功能的层柱材料的一类重要前驱体[1 3]。本文以Mg6Al2(OH)16CO2-3·6H2O(简记为MgAl CO2-3)和Zn6Al2(OH)16CO2-3·4H2O(简记为ZnAl CO2-3)为前体,用焙烧复原法将十四酸根(简记为14A)和十八酸根(简记为18A)分别插层组装到了MgAl LDHs和ZnAl LDHs层板间而制得了具有大的层间距、良好的结晶度和规整的层状结构的14A(18A)插层LDHs层柱材料(分别简记为MgAl 14A,mgAl 18A,ZnAl 14A,ZnAl 18A),用XRD谱、IR谱表征了插层交换产物的结构。1　实验部分1.1　仪…     

Pillaring of Zn2Al Layered Double Hydroxide by Dawson Polyoxometalate Anions

Zn2Al layered double hydroxide pillared with Dawson polyoxometalates, P₂W₁₇ZO₆₁^8-(Z=Mn²⁺, Co ²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺) was prepared. A basal space of ca. 16 nm indicates the intercalated Dawson ions to be oriented with their C₂ axis perpendicular to the double hydroxide layers(with the exception of P₂W₁₇Zn-LDH). The IR and¹³P MASNMR spectral reveal that the Dawson ions retain their integrity in the interlayer space of LDH. A preliminary study shows that these compounds are highly active catalysts for the oxidation of cyclohexene with molecular oxygen.     

Ionic liquid functionalized polymer composite nanotubes toward dye decomposition

Poly(ionic liquid) functionalized composite nanotubes are achieved by ATRP grafting ionic liquid monomers for example Vi Et Im+Bràfrom the poly(DVB-co-VBC) nanotubes surface. PW12O403àanion is introduced through anion exchange. The PW12O403àbased composite nanotubes can synchronously absorb and decompose water soluble dyes for example methyl orange(MO). The cooperative interplay is promising in highly efficient decomposition of dyes.     

Synthesis and Characterization of Zinc Succinate, Zn(C4H4O4)

Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｓｕｃｃｉｎａｔｅｉｏｎ (Ｃ4Ｈ4Ｏ4) 2 -(—ＯＯＣＣＨ2 ＣＨ2 ＣＯＯ— )ｉｓａｖｅｒｓａｔｉｌｅｌｉｇａｎｄｓｉｎｃｅｅａｃｈｏｆｔｈｅｆｏｕｒｔｅｒｍｉｎａｌｃａｒｂｏｘｙｌｏｘｙｇｅｎｓｉｓａｂｌｅｔｏｐａｒｔｉｃｉｐａｔｅｉｎｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｔｏｃｅｎｔｒａｌｍｅｔａｌａｔｏｍ(ｓ)ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎｔｏｔｈｅｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅＣ—Ｃｂｏｎｅ .Ｓｕｃｈｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｎｇｖｅｒｓａｔｉｌｉｔｙｈａｓｂｅｅｎｒｅｆｌｅｃｔｅｄｉｎｓｅｖｅ…     

钒钨酸盐/刚果红电致变色复合膜及器件研究

应用Layer-by-Layer自组装技术, 采用聚乙烯亚胺(PEI)阳离子将无机电致变色材料[P₂W₁₅V₃O₆₂]^8?(P₂W₁₅V₃)阴离子与刚果红(CR)阴离子通过静电引力复合, 构筑了复合膜[PEI/P₂W₁₅V₃/PEI/CR]₂₀及对比膜 [PEI/P₂W₁₅V₃]₂₀. 利用扫描电子显微镜、 紫外-可见吸收光谱和电化学工作站研究了复合膜的形貌与电致变色性能. 对比研究表明, 复合膜可实现浅红色-蓝紫色-浅红色的可逆颜色调变, 且保持了[P₂W₁₅V₃O₆₂]^8?阴离子的电致变色性能, 光反差22.55%, 着色效率122.67 cm²/C.复合膜循环测试400圈后透过率(500 nm)处损耗仅为6.94%, 稳定性良好; 由复合膜组装的电致变色器件也实现了由浅红色到蓝紫色的颜色变化. 本研究可为解决多酸电致变色材料颜色变化单一的问题提供参考.     

六聚钨酸与十聚钨酸在溶液中的相互转化

用紫外吸收光谱法研究了六聚钨酸和十聚钨酸在溶液中的相互转化过程,鉴定了相互转化的产物,测定了转化反应速率常数和表观活化能。还考察了酸度、温度及水对转化反应的影响。     

铈(Ⅳ)与焦磷酸盐的配位作用

考察了在焦磷酸盐水溶液中用O₃氧化Ce(Ⅲ),生成的Ce(Ⅳ)与P₂O₇^4-的作用情况,并对不同条件下所得的固体进行了研究。     

阴离子插层镁铝水滑石结构及相互作用的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)计算了MgAl-LDHs层板与无机阴离子(F^-、Cl^-、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-)和有机阴离子(水杨酸根离子([HO(C₆H₄)COO]^-)、苯甲酸根离子([(C₆H₅)COO]^-)、对二甲氨基苯甲酸根离子([p-(CH₃)₂N(C₆H₄)COO]^-)、十二烷基磺酸根离子[C₁₂H₂₅SO₃]^-、己烷基磺酸根离子[C₆H₁₃SO₃]^-、丙烷基磺酸根离子[C₃H₇SO₃]^-)间的相互作用,获得稳定超分子几何结构及相互作用能。层板主体与客体间存在较强的超分子作用,包括主客体间静电作用和氢键等。主、客体间相互作用能数值大小顺序为CO₃^2- > SO₄^2- > F^-> Cl^-> NO₃^-;[p-(CH₃)₂N(C₆H₄)COO]^-> [(C₆H₅)COO]^-> [HO(C₆H₄)COO]^-和[C₁₂H₂₅SO₃]^-> [C₆H₁₃SO₃]^- > [C₃H₇SO₃]^-。另外,还采用自然键轨道(NBO)计算和分析了LDHs 层板与阴离子间作用机理,从二阶微扰理论计算得到的稳定化能变化趋势与相互作用能数据基本吻合。     

SO_4~(2-)功能化处理对Fe_2O_3催化剂上氨选择性催化还原NO_x性能的促进机理研究

采用沉淀法制备了Fe(OH)_3和Fe_2O_3。通过硫酸化处理得到SO_4~(2-)/Fe(OH)_3和SO_4~(2-)/Fe_2O_3两种催化剂,并将其应用于氨选择性催化还原NO_x(NH_3-SCR)反应,研究了SO_4~(2-)功能化处理对Fe_2O_3催化剂上NH_3-SCR脱硝性能的促进机理。结果表明,与纯的Fe_2O_3相比,硫酸化处理得到的催化剂上SCR活性得到显著提升;其中,SO_4~(2-)/Fe(OH)_3表现出更加优异的催化性能,在250-450℃时NO_x转化率高于80%,且具有优异的稳定性和抗H_2O+SO_2性能。XRD、Raman、TG、FT-IR、H_2-TPR、NH_3-TPD和in situ DRIFTS等表征结果显示,硫酸功能化处理能抑制Fe_2O_3的晶粒生长,同时SO_4~(2-)与Fe~(3+)结合形成硫酸盐复合物,提高了催化剂表面酸性位点的数量和酸强度,抑制了Fe_2O_3上的氨氧化反应,从而提高了其脱硝催化性能。     

Cu/Dy/S2O82-/Al-PILR催化剂制备及其选择催化还原 NO

采用累托土为原料,合成铝交联累托土 (Al-PILR),然后分步浸渍负载 (NH₄)₂S₂O₈、Dy(NO₃)₃和 Cu(NO₃)₂,制成 Cu/Dy/S₂O₈^2-/Al-PILR催化剂。 考察该催化剂对 C₃H₆选择性还原 NO的催化性能,并且利用低角 XRD、BET、Py-IR、IR、TG和SEM等方法,研究催化剂结构与性能的关系。实验结果表明,铝交联剂能很好地撑开累托土的土层,显著增大催化剂的比表面积; S₂O₈^2-能明显增加铝交联累托土B(Brönsted)酸的酸量; Dy能进一步增加B酸的酸量,有效提高催化活性和热稳定性。因此, Cu/Dy/S₂O₈^2-/Al-PILR催化剂具有良好的催化性能, 最佳催化活性温度为300℃,NO转化率高达80.3%,在有10%水蒸气存在的情况下仍可达77.6%。