杂多阴离子柱撑水滑石层柱相互作用的XPS研究(II)

水滑石（LayeredDoubleHydroxides，简称LDHs）作为一类重要的柱层材料已引起人们的重视[1，2]．人们利用水滑石间柱阴离子的可交换性的特点[3].将各种阴离子如无机和有机阴离子[4]、同多和杂多阴离子（Polyoxometalates；简称POMs）[5]相继被引入水滑石层间．因此得到了具有高     

水滑石类催化剂催化制氢及生物炼制(英文)

近年来,水滑石由于其独特的性质受到越来越多的关注.作为非均相固体催化剂,水滑石及其衍生物具有优良的催化性能,因此得到了广泛研究和应用.本文简述了水滑石的几种合成方法,重点介绍了水滑石类催化剂在催化制氢和生物炼制方面的应用,并预测了水滑石类材料在新材料合成及环境友好催化体系中的应用前景.     

己二酸柱撑水滑石的制备及表征

水滑石（Layered Double Hydroxidex,简称LDHs）是一类具有层状结构的阴离子型粘土^[1]。水滑石的一个重要性质是层间阴离子具有可交换性,引入不同的阴离子,能够得到不同结构和功能和柱撑水石滑,因而阴离子插层是水滑石研究的一个重要方向。各类阴离子如有机和无机阴离子、同多和杂多阴离子以及金属配合物阴离子的柱撑水滑石在文献中都有报道^[2-5]。其中有机阴离子由于在结构上的多样性,使有机阴离子柱撑水滑石具有巨大的应用开发潜力,已经引起了人们的广泛关注^[6-12]。     

基于氟碳表面活性剂插层水滑石的聚酰亚胺纳米复合材料的制备与性能

以氟碳表面活性剂全氟辛基磺酸钾为插层剂,通过离子交换制备插层水滑石,并以其为填料,通过原位插层聚合方法,制备了水滑石/氟碳表面活性剂/聚酰亚胺纳米复合材料.用X射线衍射、红外光谱和热失重等方法分析插层水滑石结构.结果表明,全氟辛基磺酸钾插层水滑石后,水滑石的层间距由0.76 nm增加到2.52 nm,在水滑石层间构建了氟碳链的微环境.这种氟化水滑石可剥离分散于聚酰亚胺基体中,改善了纳米复合材料的气体阻隔性能、介电性能和机械性能.这种影响不仅体现无机纳米片层的杂化效果,而且展示出氟碳链的特点.     

杂多酸阴离子[Co_2Bi_2W_(20)O_(70)]~(10-)柱撑水滑石光催化降解甲基橙

采用离子交换法合成了一种新型的杂多酸阴离子[Co2Bi2W20O70]10-柱撑水滑石类层状化合物,利用X射线衍射仪和傅立叶变换红外光谱仪分析了其晶相结构;研究了[Co2Bi2W20O70]10-柱撑水滑石光催化降解甲基橙的活性.结果表明,合成的[Co2Bi2W20O70]10-杂多酸阴离子柱撑水滑石较好地保持了水滑石原有的晶体形貌,具有较高的离子交换度.与此同时,杂多酸阴离子替换NO3-后,可以在一定程度上提高催化剂的催化活性.这主要归因于水滑石材料中杂多酸阴离子和水滑石层板之间的协同效应.     

MgAl-水滑石热分解过程动力学研究

类水滑石化合物Hydrotalcite-like Compounds(简称HTLcs)又称阴离子粘土,是由带正电荷的氢氧化物层和层间阴离子构成[1]。由于在类水滑石结构中含有大量的结构羟基和层间可分解的阴离子,所以其热稳定性较差,易于分解形成具有一定酸碱性及大比表面的复合氧化物,该复合氧化物由于具有晶粒小、活性元素分布均匀、比表面积大等特点,表现出了优异的催化性能[2~5]。近年来,以HTLcs为前体经高温焙烧制备双金属复合氧化物备受关注[6]。揭示类水滑石热解机理、选择焙烧条件是催化剂制备的关键所在。本文利用TG-DTA技术详细研究了不同镁铝比HTL…     

Mg-Zn-Al三金属类水滑石的合成及其复合氧化物的催化性能

水滑石（[Mg_６Al_２（OH）_(１６)[CO_３·４H_２O）是一种类似于水镁石结构的层状阴离子黏土，其骨架为阳离子，层间为阴离子。如改变骨架中的金属阳离子或在层间引入不同的阴离子，就可形成各种新组成的类水滑石。水滑石对有机分子反应具有较高的催化活性和选择性，且可以作为复合氧化物催化剂的前体，应用广泛。它作为碱催化剂，可用于醇醛缩合；作为氧化还原催化剂，用于水煤气转化、NO的还原、甲烷氧化反应等犤１，２犦。作为一种具有特殊结构的化合物，各种双金属组分的水滑石或类水滑石的合成、性质与应用已受到广泛的重视犤３…     

聚氯乙烯/纳米水滑石复合材料的形态与力学性能

对由原位悬浮聚合制备的聚氯乙烯(PVC)纳米水滑石复合树脂加工得到的纳米复合材料的形态和力学性能进行了研究,并与直接熔融加工得到的PVC纳米水滑石复合材料进行比较.发现由前一方法得到的PVC纳米水滑石复合材料中纳米水滑石的分散性明显优于由后一方法得到的PVC纳米水滑石复合材料,水滑石以初级粒子形式存在,分散良好,无明显团聚体;与之对应,由前一方法得到的PVC纳米水滑石复合材料的力学性能也明显优于由后一方法得到的PVC纳米水滑石复合材料,当纳米水滑石含量小于5wt%时,复合材料的杨氏摸量、拉伸强度和缺口冲击强度均随水滑石含量增加而增大;纳米水滑石的引入可显著提高复合树脂的热稳定性;PVC纳米水滑石复合材料的储能和损耗模量略大于纯PVC材料,而损耗因子和玻璃化温度变化不大.     

一种新型的纳米功能材料:磁性纳米镁铝水滑石

本文将磁性基质与镁铝水滑石进行组装首次合成出一种新型的纳米磁性功能材料—磁性纳米镁铝水滑石。这种新型纳米功能材料的XRD及TA结果表明,镁铝水滑石赋予磁性后并没有改变其层状结构的典型特征。样品的TEM图表明,磁性基质的加入后样品的颗粒粒径并没有明显增大,且保持在20～50nm之间。对磁性镁铝水滑石磁性能的考察结果表明,样品的比饱和磁化强度随磁性基质含量的增加而线性增加。     

超分子结构二氟尼柳插层镁铝水滑石的合成与表征

采用离子交换和共沉淀两种不同方法将二氟尼柳插入镁铝水滑石层间，得到一种新型的有机-无机层状复合材料。通过X射线粉末衍射、红外光谱、元素分析和热重-差热等手段对材料进行了表征。结果表明，离子交换法和共沉淀法成功地将二氟尼柳插入水滑石，得到的材料层状结构完整、晶相单一，且层间距均大于二氟尼柳分子尺寸，扩大为1.81～2.14 nm；二氟尼柳插入后，复合水滑石材料的热稳定性大幅度提高。客体二氟尼柳与主体层板之间存在超分子作用力，二氟尼柳分子的羧基与水滑石层板之间相互作用，以双层倾斜交替地排列于层板之间。此外，根据其超分子作用力建立了二氟尼柳插层镁铝水滑石的超分子结构模型。     

铈镁铝混合氧化物催化剂的脱NOx性能

 用共沉淀法制得Mg-Al水滑石和二氧化铈的混合物,经750 ℃热活化,得到铈镁铝混合氧化物催化剂. 考察了催化剂的组成、反应温度、反应体系中氧含量、水蒸气及二氧化硫的存在对NO和CO反应活性的影响. 结果表明,铈镁铝混合氧化物催化剂具有较高的脱NOx活性,并具有优异的水热稳定性和一定的抗氧性及抗二氧化硫毒化的能力.     

Memory effect of activated Mg-Al hydrotalcite: in situ XRD studies during decomposition and gas-phase reconstruction

The thermal decomposition of Mg-Al hydrotalcite and the subsequent reconstruction of the decomposed products in the presence of water vapor (2 vol. % H(2)O in N(2)) have been investigated by in situ XRD. Thermographic analysis and temperature-programmed desorption MS results complemented the diffraction data. Valuable mechanistic and kinetic insights into these processes, which are of prime importance for optimal activation of this type of material for catalytic applications, were obtained. Hydrotalcite decomposition to the mixed oxide proceeds via formation at 423-473 K of an intermediate phase, consisting of a highly disordered, dehydrated, layered structure. The latter evolves by removal of interlayer water on heating, causing a shrinking of the interlayer space (it is up to 45 % smaller than in the as-synthesized hydrotalcite). Above 623 K, Mg(Al)O(x) oxide with the periclase structure is formed. Reversion of the intermediate dehydrated structure to hydrotalcite upon contact with water vapor is complete and very fast at room temperature. Recovery of hydrotalcite from the oxide calcined at 723 K is two orders of magnitude slower than rehydration of the intermediate layered structure and one order of magnitude slower than the typically practiced liquid-phase reconstruction. In contrast to the decomposition, the reconstruction mechanism does not involve an intermediate phase. The gas-phase rehydration and reconstruction was interrupted above 303 K. This is attributed to the poor wetting of the surface of the decomposed materials induced by hampered H(2)O adsorption above room temperature at the water vapor pressure applied. The Avrami-Erofe'ev model describes the reconstruction kinetics well.     

规整Mn-Zn-Mg-Al-CO3四元LDHs层状材料的水热合成、结构及性能

以Mn(NO3)2.6H2O、Zn(NO3)2.6H2O、Mg(NO3)2.6H2O和Al(NO3)3.9H2O为原料,采用水热合成法,一步合成了Mn-Zn-Mg-Al-CO3四元LDHs层状材料。采用ICP、元素分析仪、XRD、FTIR、TG-DSC、SEM、低温氮吸附-脱附等对样品进行了表征。探讨了pH值、反应温度、反应时间和原料配比对Mn-Zn-Mg-Al-CO3四元LDHs层状材料合成的影响。结果表明,在pH=10、反应温度控制在140℃、反应时间为24 h的条件下,可以合成出结构规整、晶形良好、各层间排列紧密有序的含不同比例金属阳离子的Mn-Zn-Mg-Al-CO3四元LDHs层状材料。其吸附等温线符合V型吸附,H3滞后环,晶体内层间存在2 nm以上的孔,晶体内部结构的有序性高,层间碳酸根离子的排列整齐,通道内孔密度大、孔径小、比表面积大。     

Kinetics and reaction mechanism of phenol hydroxylation catalyzed by La-Cu_4FeAlCO_3

Phenol hydroxylation is an industrially important reaction, whose main products are catechol and hy-droquinone being diverse applications which are im-portant intermediates for perfumes, drugs, and phar-maceuticals and so on[1]. The processes using H2O2 a…     

Unique structural properties of the Mg-Al hydrotalcite solid base catalyst: an in situ study using Mg and Al K-edge XAFS during calcination and rehydration

The changes in the layered structure of Mg-Al hydrotalcite (Mg/ Al = 2) during heat treatment have been investigated by using in situ XAFS simultaneously at the Mg and Al K-edges. The development of unique in situ instrumentation allowed the coordination environments at both the Mg and Al centers to be monitored as a function of the temperature and heat treatment. The results of this study show that the hydrotalcite structure is highly flexible, and should lead to the further development of hydrotalcites as new solid basic catalysts. Moreover, the Mg and Al cations in the cation layers show different behavior as a function of temperature. The coordination of some octahedral Al ions decreases already at a temperature of 425 K, whereas the coordination about Mg does not show any modification at this temperature. However, hydrotalcite treated at 425 K, followed by cooling down to room temperature resulted in a complete reversal to the original octahedral Al coordination. It is proposed that Al-OH bond breakage occurs at 425 K, without the evolution of H2O. This bond is restored after cooling to room temperature. The actual dehydroxylation of hydrotalcite commences between 425 and 475 K, as indicated by a change in coordination of both the Mg and Al centers. This is accompanied by the evolution of H2O molecules and the changes are hence irreversible without the presence of excess water. Heat treatment at 725 K leads to the development of an MgO-like phase (octahedral Mg) and a mixed octahedral/tetrahedral Al phase. A subsequent rehydration at room temperature entirely restores the original coordination about the Al and Mg centers of hydrotalcite to a distance of 15 A, to which XAFS spectroscopy is sensitive.     

焦磷酸根嵌入后形成的交联水滑石的研究

合成了焦磷酸根交联水滑石，用XRD，FT－IR，DTA－TG，MASNMR等手段研究了焦磷酸根嵌入后形成的水滑后，提出了嵌入水滑石层间最多的离子为H2P2O7^2-，高温灼烧，P2O7^4-柱子交联到层上，且焦磷酸根离子链垂直位于水滑石层中，产物表面积为87m^2/g。     

Mg-Ni-Al-EDTA柱撑LDHs层状材料的水热合成、结构及性能

以Mg(NO3)2.6H2O、Ni(NO3)2.6H2O、Al(NO3)3.9H2O和[CH2N(CH2COOH)2]2为原料,采用水热合成法,合成了Mg-Ni-Al三元EDTA柱撑LDHs层状材料。采用ICP、元素分析仪、XRD、FTIR、TG-DSC、SEM等手段对样品进行了表征。探讨了pH值、反应温度、反应时间和原料配比对EDTA柱撑LDHs材料合成的影响。结果表明,在pH=8、反应温度控制在140℃、反应时间为24 h时,可以合成出结构规整、晶形良好、各层间排列紧密有序的含不同比例金属阳离子的EDTA柱撑LDHs材料。Mg-Ni-Al三元EDTA柱撑LDHs层状材料通过层间EDTA对Co2+的螯合作用,可以在较短时间内吸附溶液中的Co2+,去除率在97%以上。pH值、吸附时间、吸附温度、固体投加量及初始Co2+浓度对去除率均有不同程度的影响。     

一种高活性透明液相NaY沸石导向剂的制备及性能研究

制备了一种摩尔组成为17Na2O:1Al2O3,:17SiO2:300～380H2O的透明液相导向剂.并以天然高岭土为原料,硅溶胶为补加硅源与该导向剂组成反应混合物原位水热合成高硅NaY分子筛.分析了导向剂的结构与作用机理,详细考察了导向剂老化时间、老化温度及其加入量对导向剂的活性与合成产物性能的影响.发现只有在导向剂存在时才能合成出NaY沸石.当导向剂透光率高于80%,呈现透明的溶胶状态,才是导向剂的活性期.采用XRD、IR、SEM、N2静态容量吸附法对结晶产物的晶体结构、骨架振动信息、外观形貌、比表面以及孔分布进行了表征.结果显示,该导向剂具有较好的导向活性,在老化时间为20.5 h,加入量为10%时,原位合成出了结晶度较高、无杂晶的高硅NaY分子筛.所得分子筛的硅铝比大于5.0,比表面为771 m2/g、孔径集中在0.51 nm.     

四水二异烟酸锌(Ⅱ)的合成及其晶体结构

在水热条件下,吡啶-4-甲醛与Zn(ClO4)·6H2O反应合成了标题化合物[Zn(C6H4O2N)2(H2O)4].在193 K,用单晶X-射线衍射法对该化合物重新进行了结构表征,得到更高精确度的数据.该化合物分子是中心对称.     

规整、均一纳米水滑石晶体的水热合成与表征

采用一种简便的新方法, 以Mg^2＋/Al^3＋/CO₃^2－摩尔比为6∶2∶1的比例在水热条件下合成了[Mg-Al-CO₃]水滑石. 获得的水滑石样品用XRD, FE-SEM, TEM, HRTEM, TG-DSC进行了物相、晶体形貌结构和热分析. 用动态光散射原理分析了粒度分布, 考察了水热合成的主要条件水热温度和时间对水滑石晶体尺寸及粒度分布的影响. 结果表明, 本法合成的水滑石具有均一、规整的六边形片状晶体形貌, 片状晶体直径在350 nm左右, 片的厚度约20 nm, 纯水滑石相, 粒度分布在80～420 nm. 水热温度和时间主要影响片状晶体的直径, 而对晶体形貌影响不大; 延长反应时间, 升高水热温度可使六边形晶片长大.