高分散Mn-KIT-6催化剂的制备及催化性能研究

以介孔分子筛KIT-6为载体, 采用溶液浸渍法将乙酰丙酮锰(III)的糠醇溶液灌注到KIT-6的孔道内, 一定条件下将糠醇碳化后再焙烧脱除碳, 制得Mn-KIT-6催化剂. 通过X射线衍射(XRD)|氮气物理吸附-脱附|紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)|傅里叶变换红外光谱(FT-IR)|电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)|透射电镜(TEM)|氨气-程序升温脱附(NH₃-TPD)及X射线光电子能谱(XPS)等方法对样品进行了表征. 结果表明锰在KIT-6孔道内部高度分散, 同时催化剂保持高度有序的孔道结构、较大的比表面积和孔容. 正丁醇和乙酸的催化酯化反应结果表明, 该催化剂具有很高的催化活性, 反应4 h后乙酸正丁酯的产率高达97.3%, 使用5次后催化剂依然具有较高的活性.     

α-和γ-环糊精改性法制备的Ni/SBA-15催化剂的物化性质及其在甲烷二氧化碳重整中的催化性能（英文）

以多羟基有机物α-或γ-环糊精为分散促进剂制备了Ni/SBA-15催化剂,通过N2吸附-脱附、X射线衍射、透射电镜、程序升温还原和热重等手段对该催化剂的物理化学性质进行了表征,并将其应用于甲烷二氧化碳重整(CRM)制合成气反应.结果显示,与采用传统浸渍法制备的Ni/SBA-15催化剂相比,采用α-或γ-环糊精改性法制备的催化剂具有更小的Ni O颗粒,并在CRM中显示出更高的催化活性及更强的抗积碳性能.机理研究表明,采用传统浸渍法制备Ni/SBA-15催化剂时,浸渍液中的Ni2+主要在浓度梯度的作用下逐渐进入到SBA-15孔道内部,Ni2+水合物容易团聚,分散程度较低;而采用α-或γ-环糊精改性方法制备催化剂时,在水溶液中Ni2+与环糊精形成包覆物,环糊精携带Ni2+进入SBA-15孔道内,并且环糊精的存在使得Ni2+之间相互隔离,以高度分散形态存在于SBA-15孔道表面,有利于后续热处理中Ni O在载体上较好地分散.     

介孔硅负载Keggin型钨磷酸催化环己烯环氧化(英文)

采用共合成法制备了一系列不同硅氨基含量的介孔氧化硅SBA-15,在其孔道中引入Keggin型钨磷酸,且其含量随硅氨基含量的增加而增加. 考察了不同处理温度下杂多酸的热稳定性,发现焙烧后钨物种能在SBA-15孔道内高度分散. 以H2O2为氧化剂,研究了该催化剂在环己烯环氧化反应中的催化活性,考察了杂多酸负载量和焙烧温度对催化活性的影响. 结果表明,400 C处理后的钨磷酸催化剂具有高的反应活性和重复使用性能.     

α-和γ-环糊精改性法制备的Ni/SBA-15催化剂的物化性质及其在甲烷二氧化碳重整中的催化性能

以多羟基有机物α-或γ-环糊精为分散促进剂制备了Ni/SBA-15催化剂,通过N2吸附-脱附、X射线衍射、透射电镜、程序升温还原和热重等手段对该催化剂的物理化学性质进行了表征,并将其应用于甲烷二氧化碳重整(CRM)制合成气反应。结果显示,与采用传统浸渍法制备的Ni/SBA-15催化剂相比,采用α-或γ-环糊精改性法制备的催化剂具有更小的NiO颗粒,并在CRM中显示出更高的催化活性及更强的抗积碳性能。机理研究表明,采用传统浸渍法制备Ni/SBA-15催化剂时,浸渍液中的Ni2+主要在浓度梯度的作用下逐渐进入到SBA-15孔道内部, Ni2+水合物容易团聚,分散程度较低;而采用α-或γ-环糊精改性方法制备催化剂时,在水溶液中Ni2+与环糊精形成包覆物,环糊精携带Ni2+进入SBA-15孔道内,并且环糊精的存在使得Ni2+之间相互隔离,以高度分散形态存在于SBA-15孔道表面,有利于后续热处理中NiO在载体上较好地分散。     

α-和γ-环糊精改性法制备的Ni/SBA-15催化剂的物化性质及其在甲烷二氧化碳重整中的催化性能

以多羟基有机物α-或γ-环糊精为分散促进剂制备了Ni/SBA-15催化剂，通过N2吸附-脱附、X射线衍射、透射电镜、程序升温还原和热重等手段对该催化剂的物理化学性质进行了表征，并将其应用于甲烷二氧化碳重整(CRM)制合成气反应。结果显示，与采用传统浸渍法制备的Ni/SBA-15催化剂相比，采用α-或γ-环糊精改性法制备的催化剂具有更小的NiO颗粒，并在CRM中显示出更高的催化活性及更强的抗积碳性能。机理研究表明，采用传统浸渍法制备Ni/SBA-15催化剂时，浸渍液中的Ni2+主要在浓度梯度的作用下逐渐进入到SBA-15孔道内部， Ni2+水合物容易团聚，分散程度较低；而采用α-或γ-环糊精改性方法制备催化剂时，在水溶液中Ni2+与环糊精形成包覆物，环糊精携带Ni2+进入SBA-15孔道内，并且环糊精的存在使得Ni2+之间相互隔离，以高度分散形态存在于SBA-15孔道表面，有利于后续热处理中NiO在载体上较好地分散。     

V_2O_5-CeO_2/SBA-15催化剂的制备及氯苯催化燃烧的性能研究

以介孔分子筛SBA-15为载体,采用等体积浸渍法分别制备了不同V负载量(4%～15%(质量分数))的V2O5/SBA-15及经过铈掺杂后的V2O5-CeO2/SBA-15催化剂,考察了催化剂对氯苯的催化燃烧性能,用XRD,UV-vis,SEM和TEM对催化剂进行了表征。活性评价结果表明,当V质量分数在10%时的V2O5/SBA-15催化剂对氯苯催化燃烧性能最好,在掺杂10%的稀土Ce后,催化燃烧氯苯的活性得到明显提高。表征结果表明,V2O5和CeO2均分散在SBA-15的孔道骨架上,没有破坏SBA-15的中孔结构。     

SBA-15负载硅钨酸催化环己酮Baeyer-Villiger氧化

采用浸渍法制备了H4O40SiW12/SBA-15催化剂,通过红外光谱、X射线衍射、N2吸附-脱附和透射电镜等方法对催化剂进行了表征.结果表明,H4O40SiW12能均匀分散于SBA-15的孔道中,催化剂仍保持载体的介孔结构和硅钨酸的Keggin型结构.将催化剂用于环己酮的Baeyer-Villiger氧化反应中,考察...     

SBA-15空间限制纳米TiO2颗粒的制备及其光催化性能研究

将硫酸钛浸渍到SBA-15孔道中, 经升温原位沉淀、焙烧得到纳米孔道中均匀分散的锐钛矿相TiO2. 用TEM, BET, XRD, SAXD, Raman, UV-Vis漫反射吸收光谱, XPS, XRF等方法对材料进行了表征. 表征结果表明, 改性后的SBA-15仍保持着有序的孔道, TiO2颗粒较均匀地分布在SBA-15孔道内部, SBA-15孔道合适的纳米尺寸对TiO2颗粒的长大起到较好的限制作用, 从拉曼光谱和XPS数据上看, 未发现有Ti—O—Si键形成, 氧化钛多以TiO2的形式沉积在载体上; 紫外光下的甲基橙光降解结果表明, TiO2颗粒大小和含量对光催化活性均有较大影响, 6～7 nm左右的TiO2颗粒有最佳的光催化效果. 20% TiO2/SBA-15样品焙烧后五次重复利用效果基本得以保持.     

氨基功能化介孔氧化硅纳米中空球负载乙酰丙酮氧钒催化苯甲硫醚选择性氧化反应

首次将乙酰丙酮氧钒固载在氨基功能化的介孔氧化硅纳米中空球以及SBA-15(直型孔道结构)和SBA-16(笼型孔道结构)上,并应用于苯甲硫醚选择氧化反应.结果表明,在温和的反应条件下,上述催化剂均可催化苯甲硫醚高选择性地转化为亚砜产物(选择性最高大于99.0%).动力学对比实验表明,相比于直型和笼型介孔氧化硅,纳米中空球负载的催化剂具有更高的转化频率.这是因为纳米空心球尺寸小,更有利于催化活性中心的暴露以及反应物和产物在催化过程中的扩散.催化剂可循环使用多次,其活性和选择性基本保持不变.     

Cu/SBA-15-SO3H催化木糖一锅转化制备糠醇（英文）

糠醇是一种重要的高附加值化学品,目前工业上由含半纤维素或木聚糖的生物质原料经过酸脱水先制备糠醛,糠醛再进一步加氢制备糠醇.在实际生产中,这两步反应分别在不同的设备中进行,增加了分离纯化和运输成本;目前也很少有研究偶联这两步反应.本工作中,我们制备了一种多功能介孔Cu/SBA-15-SO3H催化剂用于一锅法一步转化木糖到糠醛,并且通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、X射线荧光(XRF)、NH3-程序升温脱附(NH3-TPD)和N2物理吸附等表征检测了负载的酸和金属位点的可用性以及催化剂的物理化学性质,优化了反应温度、氢气压力、反应时间和溶剂体系等反应条件,研究了酸和金属位点的比例以及介孔尺寸对合成糠醇的影响.XRD表征和TEM及HRTEM图像均表明,在负载了磺酸和Cu之后,均会一定程度上破坏SBA-15的形貌,但是依然可以保持原本的有序介孔结构.XPS表明还原后的Cu主要以+1价的形式存在,也有少量的0价和+2价.红外光谱表明磺酸基团和SBA-15载体以共价键形式紧密结合.氮气吸脱附和相关的BET和BJH计算表明,我们的原位制备方法相比于传统浸渍法,磺酸位点的含量提高了7倍以上.通过对反应条件的优化,该体系在140℃和4MPaH2下可以实现62.6%的糠醇收率.过高的温度会引起产物过度加氢生成2-甲基呋喃,而过高的压力会导致原料过度加氢生成木糖醇.合适的溶剂也是反应的关键因素,使用1:3的水/丁醇双相体系,一方面可以有效促进糖的溶解,另一方面可以有效萃取产物,保证了反应的碳平衡.在对催化剂的筛选中发现,单独的SBA-15几乎无催化活性,Cu/SBA-15主要催化木糖加氢生成木糖醇,SBA-15-SO3H主要催化木糖脱水生成糠醛,而物理混合的Cu/SBA-15和SBA-15-SO3H的效率远不如双功能Cu/SBA-15-SO3H催化剂.通过调节磺酸含量和探究产物时间曲线发现,提高酸性位点可以促进木糖转化,但是过多的酸性位点会导致结焦,降低糠醇收率.共同存在的磺酸酸性位点和铜金属位点保持平衡,协同催化串联反应进行.通过调节SBA-15的孔道结构发现,4 nm的孔道最适合反应进行,孔道过大会降低反应的整体碳收率和糠醇收率.本催化体系实现了从木糖一锅多步法制糠醇,并对催化剂的构效关系进行了研究,对反应条件进行了系统的优化,有希望实际应用到糠醇生产中.