草酸/四丙基溴化铵体系中磷酸锆晶体的离子热合成与表征

采用离子热合成方法, 在草酸/四丙基溴化铵离子型低共熔混合物中对磷酸锆骨架材料的合成进行了系统地研究, 通过改变反应条件合成了2种不同的磷酸锆, α-Zr(HPO₄)₂•H₂O和 (NH₄)Zr₂(PO₄)₃. 体系中的四丙基季铵阳离子对磷酸锆骨架没有体现出模板作用, 后者是在较高的反应温度下(220 ℃)以四丙基季铵离子的热分解产物( )作为模板而生成. 通过向该体系中添加少量的氮杂环化合物(哌嗪), 合成了一种三维开放骨架的8-元环磷酸锆微孔材料, 位于孔道中的质子化哌嗪起到模板作用并平衡骨架负电荷. 研究结果表明, 草酸/四丙基溴化铵低共熔混合物可以作为一种离子热反应介质, 通过向体系中引入少量的有机碱可以起到模板作用来诱导磷酸锆骨架的生成.     

用TEAOH-C4H9NO复合模板剂合成SAPO-34分子筛的研究Ⅰ.SAPO-34分子筛的合成与表征

 以吗啉(C4H9NO)为主要模板剂,以少量四乙基氢氧化铵(TEAOH)为辅助模板剂合成了SAPO -34分子筛,并采用X射线衍射、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和热重-差热分析等手段对 合成的SAPO-34分子筛进行了表征. 结果表明,TEAOH在导向生成SAPO-34分子筛骨架过程中 表现活跃,占据了较多的平衡骨架负电荷的位置,而吗啉主要起到填充分子筛孔道的作用. 用 TEAOH-C4H9NO复合模板剂合成的SAPO-34分子筛,其晶粒远小于单用吗啉模板剂合成的 分子筛.     

GaPO4-LTA单晶中稠环芳烃类物质(PAHs)的制备与表征

以γ-甲基吡啶(mPy)为模板剂合成了具有A型分子筛骨架结构的磷酸镓(GaPO4-LTA)单晶,并研究了mPy在GaPO4-LTA超笼内的高温热解反应.mPy在GaPO4-LTA笼中热解后形成稠环芳烃类物质PAHs(Polycyclicaromatichydrocarbons).这些PAHs物质的种类与升温速度和终止温度密切相关.在GaPO4-LTA笼中生成的PAHs可望成为合成富勒烯的前驱体.     

N,N′-二苯胺基己二酰胺β-晶型成核剂的热分解动力学分析

基于热重分析、微商热重分析及示差热分析研究了N,N′-二苯胺基己二酰胺β-晶型成核剂在空气气氛中的热分解动力学;通过利用Friedman方程和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)方程对其热分解过程进行动力学分析求得了其热分解表观活化能;同时利用Achar-Brindly-Sharp方程和Coats-Redfern方程研究了其热分解机理,用等温热重分析法测得了失重10%时的寿命方程.结果表明,N,N′-二苯胺基己二酰胺β-晶型成核剂的表观活化能为138.66kJ.mol-1,其热分解反应的机理函数符合Mample法则,反应级数n=3/2,动力学方程为G(α)=α3/2,寿命方程为:lnτ=-51.877+2.922 2×104/T.     

无有机模板剂水热合成Co同晶取代的丝光沸石分子筛

在硅酸钠、硫酸铝、硝酸钴和氢氧化钠的全无机体系条件下, 采用无有机模板剂水热法合成了Co同晶取代的丝光沸石分子筛. 通过粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体(ICP)光谱、氮气吸附、紫外-可见(UV-Vis)光谱、热重(TG)分析等手段对所得固体产物的织构性质以及钴在分子筛中的存在状态进行了表征. 结果表明, 该方法成功地将Co离子引入到丝光沸石分子筛的骨架结构中, 未发现骨架外Co物种. 典型的合成条件为n(Co)/n(SiO₂) =0.01-0.04, n(SiO₂)/n(Al₂O₃) =20-50, n(H₂O)/n(SiO₂) =40, n(Na₂O)/n(SiO₂)=0.4, 晶化温度170 °C, 晶化时间3-7 d. 讨论了Na+离子在无有机模板剂合成中的结构导向作用. 全无机体系合成得到的产物无需进行传统的高温煅烧处理, 即可获得开放的微孔孔道, 实现了低成本、低能耗、环境友好的Co-丝光沸石的合成.     

新型过渡金属取代层状磷酸铝[C_4H_(11)N]_(0.77)[C_4H_(12)N]_(0.23)[C_3H_(12)N_2]_2[H_3O]_2·[Co_(0.23)Al_(5.77)P_8O_(32)]的共模板法合成及表征

采用共模板法以二乙胺和1,2-丙二胺为模板剂,合成了过渡金属取代的二维层状磷酸铝化合物[C4H11N]0.77[C4H1 2N]0.23[C3H12N2]2[Co0.2 3Al5.77P8O32][H3O]2(1).通过X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、元素分析(ICP-AES及CHN)、固体紫外-可见分析(Solid-UV-Vis)及扫描电子显微镜(SEM)等对化合物1进行了表征.该化合物属三斜晶系,P 1-空间群,晶胞参数a=0.95029(19)nm,b=1.2689(3)nm,c=1.2987(3)nm,α=118.70(3)°,β=97.64(3)°,γ=99.72(3)°,V=1.3117(5)nm3,Z=1.其无机骨架由铝(或钴)氧四面体(AlO4或CoO4)和磷氧四面体PO3(O)严格交替连接形成4,6,12-网层结构,无机层沿[001]方向堆砌成一维十二元环孔道.Co无序取代Al的位置,其Co/Al摩尔比约为1∶25.1.运用分子动力学模拟的方法,通过计算有机模板剂和无机骨架的相互作用,讨论了2种有机胺分子的共模板作用.     

用TEAOH-C4H9NO复合模板剂合成SAPO-34分子筛的研究Ⅱ.SAPO-34分子筛的表面酸性和催化性能

 以吗啉(C4H9NO)为主要模板剂,以少量四乙基氢氧化铵(TEAOH)为辅助模板剂合成了SAPO -34分子筛,并用氨吸附红外、核磁共振和氮吸附等手段对合成的SAPO-34分子筛进行了表 征. 结果表明,与单独以吗啉为模板剂合成的样品相比,用复合模板剂合成的分子筛样品的比 表面积和孔体积均有所增大; 由于在分子筛骨架中形成了“硅岛”,使其B酸量有所增加 ,对甲醇制低碳烯烃反应的催化性能有所改善.     

基于特征选择的决策树方法在磷酸铝AlPO4-5定向合成中的应用

分子筛类开放骨架材料的合成与结构关系研究对实现这类材料的定向合成起着至关重要的作用. 本文在建立开放骨架磷酸铝合成反应数据库的基础上, 提出了利用基于特征选择的决策树(C5.0)方法, 考察了不同反应条件(即各反应特征参数)对磷酸铝分子筛AlPO4-5生成的影响. 基于决策树模型, 利用8个反应特征参数,可以有效预测磷酸铝分子筛AlPO4-5的生成, 准确率达到88.18%, 接收者操作特性(ROC)曲线下面积(AUC)达到90%. 研究结果表明, 在众多的反应特征参数中, 有机模板剂的几何尺寸参数, 特别是模板剂的次长距离, 是影响AlPO4-5分子筛合成的重要因素.     

稀土氨基酸配合物RE(Val)Cl3•6H2O(RE = Nd，Sm)的热分解动力学

合成了稀土氨基酸配合物晶体——三氯化缬氨酸六水合钕、钐，对合成样品进行了EDTA滴定、元素分析、红外光谱分析、热重、差热分析以及熔点测定，推测了配合物的热分解机理，采用Achar法和Coats-Redfern法研究了配合物热分解的非等温动力学过程，给出了各配合物样品失水阶段第一步反应和氨基酸骨架断裂阶段第一步反应的活化能（E）、指前因子的对数值（ln(A)）及热分解反应动力学方程式.     

基于数据挖掘方法的开放骨架磷酸铝定向合成参数分析

开放骨架磷酸铝化合物是多孔晶体材料的一个重要家族。然而,这类材料的合成受到反应原料、凝胶组成、溶剂、模板剂、结晶温度和结晶时间等多个因素的影响。本文以吉林大学“无机制备与合成化学国家重点实验室”建立的开放骨架磷酸铝合成反应数据库为研究对象,采用最大权重最小冗余特征选择算法(Maximum weight and minimum redundancy,MWMR),在充分考虑合成参数自身的重要程度和合成参数之间的相关关系的前提下,分析了溶剂、模板剂等合成参数对于合成含有(8,6)元环结构开放骨架磷酸铝的影响。通过大量实验验证了该方法在开放骨架磷酸铝合成参数分析中的有效性,分析了合成参数对产物生成的影响。实验结果表明模板剂的几何参数、模板剂中C原子和N原子的个数比,溶剂的偶极距等参数可能对于该类结构的合成具有较为重要的影响。     

新型磷酸硅铝分子筛SAPO-53的合成与表征

以氢氧化已烷双铵(R(OH)2)为模板剂,采用水热条件合成了高结晶度的SAPO-53分子筛。并采用XRD、SEMEDX、FT-IR、MAS NMR、电泳仪、N2吸附-脱附、TG-DTG等手段对合成的分子筛进行表征。考察了硅铝比、磷铝比、模板剂的用量以及晶化时间等条件对合成SAPO-53分子筛的作用。29Si MAS NMR表明,Si主要以四配位形式进入了AlPO4-53的骨架中,SAPO-53相对结晶度先增加后开始缓慢下降,Zeta电位值先增加后保持不变,与以甲胺为模板剂合成相比,氢氧化已烷双铵的用量比甲胺减少了一半,同时缩短了晶化时间,降低了合成的难度。通过计算得到SAPO-53的表观生长速率大于成核速率,说明成核过程是速率控制步骤。     

AlMCM-41介孔分子筛的合成及表征

以拟薄水铝石为铝源、水玻璃为硅源、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,在110℃时水热晶化合成了含Al的MCM-41介孔分子筛.采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、固体29Si、27Al魔角旋转核磁共振技术(MASNMR)、扫描电镜(SEM)及吡啶吸附傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术对AlMCM-41分子筛进行了表征.结果表明:AlMCM-41分子筛具有六方排列的孔道结构,同时具有很高的相对结晶度、比表面积和孔容,且孔分布单一;AlMCM-41分子筛中Si原子在骨架内键合的程度更高,使AlMCM-41分子筛具有更好的骨架晶化程度;同时具有四配位骨架铝,使AlMCM-41介孔分子筛具有适当的酸性.     

TS-1分子筛骨架钛原子引入过程的研究

采用廉价的四丙基溴化铵（ＴＰＡＢｒ）为模板剂合成了ＴＳ１分子筛．在晶化过程中,运用ＸＲＤ,ＩＣＰ,ＩＲ,２９ＳｉＭＡＳＮＭＲ和ＵＶＶｉｓ光谱等表征手段,系统地研究了钛原子引入分子筛骨架的机制,观察到钛原子随分子筛的形成同步进入骨架的规律．另外,尽管在晶化初期固相中没有ＴｉＯ２结晶出现,但存在分散态的ＴｉＯｘ物种．随晶化时间的延长,液相中钛物种之间聚合的几率增加,使固相中ＴｉＯ２晶体不断形成．     

以四丙基溴化铵为模板剂合成TS-1分子筛的研究

运用1H→13CCP／MASNMR、29SiMASNMR、IR、XRD和元素分析等表征方法，研究了以四丙基溴化铵（TPABr）为模板剂的合成体系中，Ti酯和模板剂用量以及不同碱源对TS-1分子筛的影响，考察了不同Ti含量固体样品催化丙烯环氧化反应．实验结果表明：随着凝胶中Ti酯用量的增加，制得的分子筛结构对称性由单斜晶系逐渐向正交晶系转变，其丙烯环氧化活性也相应增加．尽管凝胶中所加减源只调变凝胶碱度而不起模板剂作用，然而凝胶的强碱环境对骨架钛原子引入有利．当凝胶中TPABr／SiO2摩尔比值在0．05－0.25之间时，TPABr加入量的变化不影响TS－1分子筛中骨架钛含量．     

Hydrothermal synthesis of Al- and Ga-substituted Omega zeolite

The synthesis and characterisation of zeolite Al- and Ga-Omega has been studied in the temperature range 383–413 K using tetramethyl ammonium hydroxide as a template. The evidence for framework gallium substitution was obtained from chemical analysis, X-ray diffraction, IR, solid state MAS NMR, thermoanalytical studies and ion exchange. Crystal morphology varied with the degree of isomorphous substitution of both Al and Ga and the synthesis temperature.     

Methane dehydrogenation and aromatization in the absence of oxygen on Mo/HZSM-5: A study on the interaction between Mo species and HZSM-5 by using Al and Si MAS NMR

By using a high-resolution solid state nuclear magnetic resonance spectrometer with ²⁷Al and ²⁹Si probes, the interaction between Mo species and HZSM-5 of frsol|Mo/HZSM-5 catalysts has been studied. The results show that there is a strong interaction between Mo species and HZSM-5 zeolite. The framework aluminum in the zeolite can be easily extracted by the introduction of Mo species. The extractability of framework aluminum by Mo species increases with increasing Mo loading and the calcination temperature. The extraction process leads to the formation of non-framework Al at first and then a new crystalline phase of Al₂(MoO₄)₃. The dealumination of the catalyst having a Mo loading of 15% and had been calcined at 973 K is so severe that all the aluminum in the framework are extracted and no framework Al could be detected by ²⁷Al MAS NMR. The catalyst, therefore, lost its catalytic activity for methane dehydrogenation and aromatization in the absence of oxygen. The Si/Al ratio measured from ²⁹Si MAS NMR further confirms the dealumination process observed by ²⁷Al MAS NMR. The MAS NMR results give us an evidence that Al₂(MoO₄)₃ crystallites are much less active for the reaction.     

ENZYMATICALLY SYNTHESIZED POLYANILINE IN THE PRESENCE OF A TEMPLATE POLY(VINYLPHOSPHONIC ACID): A SOLID STATE NMR STUDY

Template guided enzymatic synthesis of conducting polyaniline (PANI) is a one-step reaction and more importantly, it is an environmentally friendly process. Understanding of the reaction and coupling mechanism at the molecular level is of paramount significance to improve its processability and conductivity. Solid-state NMR techniques are useful to investigate molecular structures of enzymatically synthesized polyaniline (PANI). The PANI sample in three different forms i.e., (a) as-synthesized, self-doped conducting form; (b) dedoped, base form and; (c) redoped, conducting form, are investigated by solid-state ¹³C and ¹⁵N CP/MAS NMR techniques. Solid-state NMR data analysis shows that the structural features of enzymatically synthesized PANI are similar to that of chemically synthesized PANI. The solid-state ¹³C CP/MAS NMR spectrum of the base form of PANI confirmed that benzenoid-quinoid repeating units are present in the backbone of the PANI polymer chain. The poly(vinylphosphonic acid) (PVP) template provides charge compensation during the chain growth of linear polyaniline. After the completion of template-guided synthesis of PANI, it is now possible that the PVP template can be completely removed from the complex by dedoping with aqueous NH₄OH. The detached PANI from the PANI-PVP complex can then be redoped to conducting form without the presence of the template. The conductivity of the PANI and PANI-PVP complex are of the same order of magnitude. The solid-state ¹⁵N CP/MAS NMR chemical shifts are sensitive to charge distribution on the nitrogens in the backbone. The solid-state ¹⁵N CP/MAS NMR spectrum of the base form of the enzymatically derived PANI sample showed the clear signature for benzenoid-quinoid repeating units in the polymer backbone.

     

模板剂对SAPO-11的物化及异构性能的影响

采用水热合成法,以二正丙胺（DPA）和二异丙胺（DIPA）混合物为模板剂合成SAPO-11分子筛,考察了模板剂用量和混合模板剂中DPA和DIPA配比对所得产物的影响,并通过XRD、N2吸附、NH3 TPD和29Si MAS NMR等手段对样品进行了表征。结果表明,改变模板剂用量和配比不仅可以调节SAPO-11结晶度,还会改变Si在分子筛骨架上的分布,从而调节SAPO 11的酸性。当模板剂用量比为1.5,模板剂中DPA的质量分数为66％时,样品的Si区面积最小,Si（n Al）（0 < n < 4）结构最多。因此,分子筛酸性和对正十四烷异构活性也最高。     

Secondary Synthesis and Characterization of Boron-Containing ZSM-5 Zeolites

Under conditions of secondary synthesis and to varying extents, boron can be incorporated into the tetrahedral framework sites of a ZSM-5 zeolite which has been synthesized template-free or in the presence of organic template compounds and subjected to calcination or hydrothermal treatment. Isomorphic incorporation of boron is verified by means of ¹¹B MAS NMR measurements and it is reflected in a contraction of the unit cell volume of the zeolite lattice. A comparative study of the catalytic properties of the boron-containing ZSM-5 in acid catalysed n-hexane cracking revealed that samples based on template synthesis product are more active and show less tendency to deactivation.     

M-ZSM-12型分子筛的合成与鉴定

在碱性介质中,以甲基三乙基溴化铵为模板剂,采用水热晶化法合成了M-ZSM-12型(M=B,Ga,Ge)分子筛,考察了影响合成的因素。通过x射线衍射、扫描电镜、IR、XPS、²⁹Si高分辨固体核磁共振谱和TG-DTA等方法证明了M对ZSM-12型分子筛骨架的同晶取代。