介孔交联蒙脱土固体酸催化剂的结构与性能

采用溶胶凝胶法制备介孔钛交联蒙脱土，再采用SO₄^2-和CeO₂进行两次改性，然后以之为载体，制备铜基交联蒙脱土介孔固体酸催化剂。 催化剂的结构通过BET、XRD、TPR、Py-IR、FTIR、XPS和SEM等手段进行表征，并研究了它们在富氧条件下对丙烯选择还原NO的催化性能。结果表明，钛交联剂能很好地撑开蒙脱土的土层，形成良好的介孔结构，其孔径分布集中在3～7 nm，并且使制得的交联蒙脱土载体的比表面积明显增大；SO₄     

Fe/Ti-PILC用于C_3H_6选择性催化还原NO的研究

采用二氧化钛对蒙脱土进行柱撑改性后,以离子交换法制备了铁负载二氧化钛柱撑蒙脱土催化剂Fe/Ti-PILC,考察了其在富氧条件下催化C_3H_6选择性还原NO(C_3H_6-SCR)的性能。并借助N_2等温吸附-脱附、XRD、UV-vis、H_2-TPR、Py-FTIR等表征方法研究了催化剂的结构与性能之间的关系。结果表明,所制备的19Fe/Ti-PILC催化剂在400℃时即可实现到NO的完全脱除,N2选择性能够达到90%以上。且具有较好的抗水蒸气和抗SO_2的能力。N_2吸附-脱附和XRD结果显示,蒙脱土的结构被撑开,交联柱撑有效,形成了较大的比表面积和孔体积。UV-vis结果表明,催化剂的脱硝活性与铁氧低聚物种FexOy的含量有关,Py-FTIR结果表明,催化剂表面同时存在Lewis酸和Brnsted酸,Fe~(3+)负载到柱撑黏土中能够显著增加Lewis酸的含量,Lewis酸是影响催化剂脱硝活性的影响因素之一。H_2-TPR表征表明,催化剂在400℃左右有较强的还原能力,催化剂的还原能力主要体现为Fe~(3+)→Fe~(2+)的还原。     

界面作用对PMMA/MCM-41/OMMT复合材料性能的影响

通过单体插层原位本体聚合的方法, 制备了多种不同含量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/蒙脱土/介孔分子筛(无模板剂)复合材料. 研究了不同结构填料与基体间的界面作用, 以及不同结构填料的比例变化对复合材料性能的影响. 研究结果表明: 有机蒙脱土(OMMT)与介孔分子筛MCM-41(无模板剂)共同作为填料, 与基体发生较强的界面效应, 形成新型网络复合结构, 两种粒子起到了协同增强作用|当有机蒙脱土(OMMT)/介孔分子筛(MCM-41)混合填料(比例为1∶1)含量为0.5%时, PMMA基纳米复合材料的拉伸强度达到最大值49.0 MPa, 比PMMA提高了15%|同时添加OMMT和MCM-41的PMMA基纳米复合材料的热稳定性高于单独添加OMMT或MCM-41的PMMA基复合材料.     

Ag对Fe/Al-PILC的SCR-C_3H_6脱硝特性的影响

为提高低温段(300℃)铝柱撑蒙脱土负载铁基催化剂的脱硝效率,采用银离子对其进行修饰。通过超声浸渍法合成银-铁双金属催化剂,并于固定床反应器中评价催化剂性能。结果表明,Ag的引入显著改善了Fe/Al-PILC催化剂的低温催化活性。在250℃时,Ag-Fe/Al-PILC催化剂的NO转化率达到60%以上,高于Fe/Al-PILC催化剂20%的NO的转化率,其中,2.1Ag-Fe/Al-PILC在250℃时NO转化率达到82%,N_2选择性达到100%。而且,引入银离子后的双金属催化剂保持了铁基催化剂较好的抗H_2O和SO_2性能。通过多种技术探究催化剂的微观结构和物理化学性质。根据N_2吸附-脱附测试结果表明,双金属催化剂形成了稳定的整体结构,并具有较大的内比表面积。同时,XRD和UV-vis表征结果显示,在催化剂表面形成的银-铁固溶体、Ag~+和Ag_n~(δ+)物种是影响其低温活性的关键因素。Ag-Fe/Al-PILC的低温活性与形成的银-铁固溶体有关,同时在催化剂表面形成的Ag~+和Ag_n~(δ+)物种是影响其低温活性的关键因素。XPS结果表明,Ag和Fe之间存在电子转移,形成了双金属协同作用,改变了催化剂表面的银、铁成分含量及其价态。H_2-TPR结果表明,Ag促使Fe/Al-PILC还原特征峰出现在低温区,提高了其低温还原性能。表面酸性的Py-FTIR分析结果表明,Ag-Fe/Al-PILC催化剂同时存在Lewis酸和Br?nsted酸,且Ag提高了Br?nsted酸的稳定性。     

丁二烯/苯乙烯/4-乙烯基吡啶共聚物蒙脱土嵌入混杂材料的研究

用聚合物乳液与蒙脱土的水分散体共混共凝的方法制备混杂材料.在混合过程中乳胶粒与蒙脱土晶层相互穿插,用盐酸絮凝,带正电的共聚物能够嵌入带负电的蒙脱土层间.萃取实验发现在混杂材料中蒙脱土吸附了大量的共聚物,说明蒙脱土晶层与共聚物之间存在静电吸附作用.XRD实验发现在混杂材料中蒙脱土的晶层结构发生了膨胀,并且变得混乱,而在共混物中蒙脱土晶层结构几乎不变.用TEM观察在混杂材料中蒙脱土晶层均匀分散于共聚物基体中,蒙脱土的层间距大于6nm.共聚物嵌入蒙脱土的层间,受到蒙脱土晶层的限制作用,共聚物的T_g发生了变化.交联以后的混杂材料的性能比共聚物有了较大的提高,蒙脱土晶层在共聚物基体中起到很好的补强作用.     

Cu、Fe交换Al2O3交联蒙脱土的制备及其deNOx活性

以铝交联蒙脱土为载体,制备了Cu和Fe交换的蒙脱土催化剂,考察了它们还原消除NO的催化活性,并与Cu-ZSM-5催化剂做了比较.结果表明反应温度300℃～500℃,NO在Cu-ZSM-5上的最高转化率近30%,当反应温度超过350℃时,活性逐渐下降;而Cu-Al2O3-CLM、Fe-Al2O3-CLM的活性曲线形状与Cu-ZSM-5完全不同,反应温度越高,活性越高;NO在Cu-Al2O3-CLM、Fe-Al2O3-CLM上的最高转化率分别近60%、55%,远超过Cu-ZSM-5.     

高热稳定性的铝支撑蒙脱土的制备和表征

通过对传统制备方法的改进，用来自不同的原土，成功地合成了一处高热稳定性的铝支撑蒙脱土，用ＸＲＤ、化学分析、脱吸附分析、ＦＴＩＲ等手段表征了样品。结果表明，这种铝支撑蒙脱土在８００℃下要耐热４ｈ，并有高的比表面积及Ｌ和Ｂ固体酸。     

CuFe@SiO_2催化剂的制备及其在CO加氢合成低碳醇中的应用

采用共还原-原位包覆法制备一系列SiO_2包覆铜铁双金属纳米颗粒的催化剂(CuFe@SiO_2),借助N_2物理吸附、XRD、TEM、SEM-EDS、XPS和H_2-TPR等手段对不同Cu/Fe物质的量比的CuFe@SiO_2催化剂的物理化学性质进行了表征,并考察了催化剂在CO加氢合成低碳醇中的催化反应性能。结果表明,所制得的催化剂均为孔分布处于介孔范围的SiO_2包覆的铜铁纳米颗粒。随着Cu/Fe物质的量比降低,铜铁以复合氧化物存在的比例、总醇及C_(2+)OH选择性先增大后减小。其中,总醇及C_(2+)OH选择性在Cu/Fe物质的量比为1时达到最大,这是由于此时催化剂存在较多的CuFe_2O_4复合氧化物,铜铁协同作用较强,同时催化剂也呈现较大的比表面积及孔容,有利于所生成的醇更快扩散至催化剂表面而避免二次加氢生产烃类。     

铁铝复合柱撑粘土的制备、柱结构和稳定性(I)

用两种方法合成了一系列不同Fe/Al比的铁铝复合柱撑牯土(FeAl-PlLC). 用~(27)Al-NMR、UV、ESR等手段考察了柱溶液的结构和状态, 用XRD、DTA、UV-DRS 等技术对其结构、稳定性进行了研究. 结果表明, 铁铝柱撑粘土的底面间距为1.98～1.55 nm, Fe/Al比对其柱结构、比表面积、热稳定性均有较大影响. Fe/Al<0.5时, 层间柱主要呈现Keggin结构, Fe/Al≥0.5时, 可能为三聚结构. 随Fc/Al比的增加, d(001)值, 比表面面、热稳定性逐渐下降.     

无外加酸体系中高温合成Al-SBA-15

在无外加酸的体系中,以三嵌段共聚物P123为模板剂,一步合成有序介孔材料Al-SBA-15。考查了高温和硅/铝源物种共水解对产物形貌和结构性质的影响。XRD,N2吸附脱附,IR,SEM,TEM等结果表明,在无外加酸的体系中,升高晶化温度至423 K促使Al-SBA-15的短棒状颗粒分散、卷曲成环状。与较低晶化温度下得到的样品对比,孔径增大,比表面积明显降低。当晶化温度低于423 K,样品铝含量基本保持不变。研究还发现,硅源/铝源物种共水解时间超过20 h后,所得样品中铝含量明显降低。     

Fe-Al 柱撑膨润土的制备及其非均相Fenton降解橙黄II

通过离子交换方法制备不同Fe含量的Fe-Al柱撑膨润土,并且研究了其作为非均相Fenton催化剂降解橙黄II的性能.通过X射线粉末衍射(XRD),比表面积(SBET),傅里叶变换红外(FTIR)光谱,拉曼(Raman)光谱和扫描电子显微镜(SEM)研究其结构特征.结果显示,钠化膨润土的层间距为1.24 nm,经过柱撑之后,Al柱撑膨润土的层间距增大到1.77 nm,Fe-Al柱撑膨润土为1.72 nm左右,并且比表面积也有明显增大.XRD和Raman结果表明Fe/(Fe+Al)摩尔比达到20%时,样品中出现α-Fe2O3,膨润土未能形成柱撑.在橙黄II初始浓度为100 mg L-1,催化剂用量为1.0 g L-1,温度为40°C,pH为3.0,H2O2初始浓度为10 mmol L-1的条件下,考察了柱撑膨润土的Fenton催化活性.结果表明,Fe-Al柱撑膨润土的催化性能随着Fe含量的增多先增大后略有降低,当Fe/(Fe+Al)摩尔比为10%时达到最大,橙黄II溶液在4 h内色度去除率和化学需氧量(CODCr)去除率分别达到100%和87.73%,并且降解反应为非均相Fenton反应.研究了Fe-Al柱撑膨润土的重复使用性.催化剂循环使用4次,仍然具有良好的活性.     

Facile Synthesis of Al-pillared Mesoporous Montmorillonite Assisted with Concentrated Al13 Solution

Al-pillared mesoporous montmorillonite was facilely synthesized from concentrated Al13 solution obtained by vacuum concentrating-ultrasonic pillaring strategy.Concentrated Al13 solution could reduce the process of pillare and increase pillaring efficiency.The absolute value of layer distance could be increased by 0.96 nm via concentrated Al13 solution pillare.27Al NMR indicates that Al Keggin ions of concentrated Al13 are arranged in a more regular way by vacuum concentrating method.The Al-pillared mesoporous montmorillonite from concentrated Al13 solution has bigger specific surface area and even pore size distribution which were characterized by X-ray diffraction（XRD） and nitrogen adsorption measurement.Furthermore the catalytic activity of Ai-pillared montmorillonite loaded Ni and Mo catalysts was tested by the hydrodesulfurization of thiophene.The thiophene conversion reached 77.5％,which was higher than the corresponding value reported in the literature.     

Gallery-templated Synthesis of Titanium／Silicon -containing Mesoporous Montmorillonite-based Catalytic Materials

A mesoporous titanium/silicon -containing montmorillonite-based catalytic materials has been synthesized by novel gallery-templated techniques. XRD, SEM, framework IR, and N2 adsorption-desorption isotherms provided evidence of the formation of Si/Ti pillars. The synthetic materials show potential catalytic application for hydroxylation of phenol with peroxide.     

Fe-MSU-1介孔分子筛的合成及其催化苯酚羟基化性能

以月桂醇聚氧乙烯醚为模板剂,在中性条件下成功合成了Fe-MSU-1介孔分子筛.采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见吸收光谱、电子自旋共振谱、透射电镜、低温N2吸附和电感耦合等离子体原子发射光谱对样品进行了表征.考察了Fe-MSU-1分子筛在苯酚羟基化反应中的催化性能以及工艺条件对苯酚羟基化反应的影响.结果表明,Fe3 离子进入了分子筛骨架,Fe-MSU-1分子筛具有均一的蠕虫状介孔结构,平均孔径约为2.9nm.在焙烧后的Fe-MSU-1样品中,Fe3 主要以四配位的形式存在,无骨架外Fe2O3物种形成.以水为溶剂,在苯酚/H2O2摩尔比为3,反应温度353K,反应时间7h的条件下,苯酚和H2O2的转化率以及苯二酚的选择性分别达到20.4%,96.9%和99.6%.     

掺杂Fe作为第二种金属组分的V-HMS催化剂的苯羟基化反应

采用浸渍法在V-HMS中引入第二种金属组分(Fe、Al、Cu、Ni、Co、Mo、Cr)以提高催化剂在H2O2为氧化剂的苯羟基化反应中的催化性能.筛选发现,Fe在所研究的金属组分中最为有效.进一步采用共合成法制备了一系列FexVy-HMS催化剂.采用粉末X射线衍射、N2物理吸附、透射电子显微镜、NH3程序升温脱附、H2程序升温还原等手段对催化剂的结构和性质进行表征,结果表明,HMS仍保持介孔结构,Fe的加入在催化剂中产生了新的酸性位和更强的氧化还原性.在苯羟基化反应中,钒物种是反应活性物种,铁物种起助剂作用,其中Fe0.04V0.06-HMS具有最高的催化活性,苯酚收率由不含Fe的Fe0.00V0.06-HMS的13.1%提高到18.1%.提出了Fe、V参与反应过程的可能机理.     

高钴含量MCM-41合成、催化性能及钴形态的化学分析方法

加入还原剂抗坏血酸合成了一系列高钴含量Co-MCM-41,通过XRD、低温氮吸附-脱附等方法对其介孔结构进行了详细表征。采用以稀硫酸溶解骨架外钴氧化物、再以浓硫酸处理骨架内钴物种,经化学分析方法成功确定了骨架内外钴离子含量和价态,并辅以H₂-TPR和ICP方法加以评估。还原剂的加入能够增加Co-MCM-41介孔结构规整度并大幅度提高其在苯羟基化制备苯酚反应中的催化性能。     

不同催化剂对苯酚H2O2羟基化反应的比较

用苯酚、双氧水经羟基化反应合成邻、对苯二酚,在Fe2O3为催化剂的反应系统中,反应诱导期长,且反应剧烈;当以杂多酸盐或Fe/ZrO2为催化剂时,诱导期消失,且羟基化反应平稳。 反应的诱导期可能是由铁的氧化物转化为活性物种Fe3+和Fe2+的过程引起的;在杂多酸盐或Fe/ZrO2催化剂的反应体系中,羟基化反应可能发生在催化剂表面而使反应变得缓慢平稳,反应诱导期消失。     

A brief survey on CLAYPEN and Nanocomposites based on unmodified PE and organo-pillared clays

New clay fillers are mixed with linear low-density polyethylene at 160 °C for 10 min to obtain clay-PE nanocomposites (CLAYPEN) by melt intercalation. Raw montmorillonite (Mt) was pillared (PMt) with partially hydrolyzed Al and Fe salt solutions and further reacted with hexadecyl trimethylammonium bromide (OPMt). For comparison, the hexadecyl trimethylammonium-montmorillonite (OMt) was prepared as a reference material. PE is not intercalated by organoclay. In investigating the pillared clay-PE nanocomposites, XRD is not an appropriate indicator of intercalation of PE, which penetrates into the mesoporous OPMt as shown by TEM. All the nanocomposites have higher Young modulus values than the pristine PE. The best compromise between the other mechanical properties (tensile strength and elongation at break) is obtained with the OPMt-PE nanocomposite. Cone-calorimeter study shows that peak heat release rate value of PE decreases substantially (34%) on addition of 5 phr of this novel OPMt filler.     

含过渡金属HMS的合成和催化性能

利用中性伯胺（十二胺）作模板剂,合成了过渡金属Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｆｅ取代的ＨＭＳ中孔材料,ＸＲＤ和ＦＴ＝ＩＲ表征表明,Ｃｕ、Ｔｉ能有效地嵌入ＨＭＳ骨架壁中而不会造成其中孔有序度的下降;而Ｃｏ、Ｆｅ的嵌入会明显降低表面活性剂的模板组装作用,从而造成中孔结晶有序度的显著下降,催化实验结果表明：Ｃｕ－ＨＭＳ、Ｆｅ－Ｓｉｌｉｃａ是苯要不要羟基化的有效催化剂,而Ｔｉ－ＨＭＳ则是苯乙烯环氧化的有效催化剂。     

Mixed Al/Ce oxide pillaring of montmorillonite: XRD and UV-VIS diffuse reflectance study

Ce and Al pillared clays were prepared by (i) pillaring Ce³⁺-exchanged montmorillonite with Al₁₃ polycation (Ce-Al-PILC) and (ii) by pillaring Na-montmorillonite with an oligomer obtained from cohydrolysis of Ce³⁺ and Al³⁺ salts (Al-Ce-PILC). Cohydrolyzed oligomer gives larger intercalating species with Ce³⁺ incorporated in it. The UV-DRS spectrum of clay sample intercalated with this species shows four distinct absorption bands at 224, 263, 294 and 342 nm, which are attributed to the 4f-5d interconfigurational transitions of Ce³⁺ ions associated with alumina pillars.