含钴介孔分子筛催化热解乙醇制备纳米碳管

以CTAB为模板剂,硅酸钠、氯化钴为原料,通过水热法合成含钴介孔分子筛(Co-MCM-41)。以所合成的Co-MCM-41做催化剂,采用化学气相沉积(CVD)法催化热解乙醇制备纳米碳管。通过XRD、FT-IR、TEM、N2吸附-脱附和Raman光谱等分析手段对所合成的介孔分子筛和纳米碳管进行了表征。结果表明:合成的Co-MCM-41样品具有MCM-41的介孔结构,比表面积较大且介孔有序性较好。以所合成的含钴介孔分子筛催化热解乙醇制备出管径均匀、管壁较厚、顶端开口的多壁纳米碳管。     

负载Co介孔分子筛催化热解乙醇制备纳米碳管

以硅酸钠为原料,CTAB为模板剂,水热法合成MCM-41介孔分子筛,采用浸渍法制备负载钴的介孔分子筛(Co/MCM-41),并将其作为催化剂,CVD法热解无水乙醇制备CNTs.利用XRD、TEM、比表面积和孔径分布测定和Raman光谱等方法对所合成的介孔分子筛和纳米碳管进行了表征.结果表明:所制备的Co/MCM-41样品具有典型的MCM-41的介孔结构;当热解反应温度为750℃下所制备出的纳米碳管的品质最好.     

介孔分子筛制备技术新进展—二次合成、超分子自组装和介孔生成剂法

具有内部介孔结构的多级孔分子筛兼具微孔分子筛和介孔材料的功能, 拥有良好的传质和催化特性. 在过去的几十年内, 介孔分子筛在催化、 吸附和分离领域发展迅速. 近年来, 新型合成方法的开发在很大程度上实现了介孔分子筛孔道结构、 组分及形貌灵活可控的调节. 本综述讨论了近期出现的多种新合成路径, 重点介绍了近期发展起来的二次合成制备低硅/铝介孔分子筛、 超分子自组装合成介孔分子筛及有机小分子原位合成介孔分子筛技术. 对这些合成技术的机理进行了讨论, 以期为介孔分子筛未来的发展提供思路. 文章的最后还讨论了不同的合成策略所面临的一些关键性挑战.     

由纳米晶前驱体组装有序介孔silicalite-1分子筛（英文）

采用两步法将不同尺寸的silicalite-1分子筛纳米晶种通过自组装合成了一系列有序介孔silicalite-1分子筛.首先将强碱性的silicalite-1前驱体分别加热不同时间得到纳米晶种,然后在类似合成SBA-15的强酸性条件下组装成有序的介孔材料.合成条件的剧烈变化阻止了分子筛晶种的继续长大,并在三嵌段共聚物模板的诱导下组装成有序介孔材料.这种"自下而上"的方法制备有序介孔分子筛同时包含微孔和介孔.氮气吸脱附结果表明所制备的介孔分子筛材料均表现了很大的比表面积(730 m2/g以上).     

介孔分子筛制备技术新进展——二次合成、超分子自组装和介孔生成剂法（英文）

具有内部介孔结构的多级孔分子筛兼具微孔分子筛和介孔材料的功能,拥有良好的传质和催化特性.在过去的几十年内,介孔分子筛在催化、吸附和分离领域发展迅速.近年来,新型合成方法的开发在很大程度上实现了介孔分子筛孔道结构、组分及形貌灵活可控的调节.本综述讨论了近期出现的多种新合成路径,重点介绍了近期发展起来的二次合成制备低硅/铝介孔分子筛、超分子自组装合成介孔分子筛及有机小分子原位合成介孔分子筛技术.对这些合成技术的机理进行了讨论,以期为介孔分子筛未来的发展提供思路.文章的最后还讨论了不同的合成策略所面临的一些关键性挑战.     

由纳米晶前驱体组装有序介孔silicalite-1分子筛

采用两步法将不同尺寸的silicalite-1分子筛纳米晶种通过自组装合成了一系列有序介孔silicalite-1分子筛。首先将强碱性的silicalite-1前驱体分别加热不同时间得到纳米晶种,然后在类似合成SBA-15的强酸性条件下组装成有序的介孔材料。合成条件的剧烈变化阻止了分子筛晶种的继续长大,并在三嵌段共聚物模板的诱导下组装成有序介孔材料。这种“自下而上”的方法制备有序介孔分子筛同时包含微孔和介孔。氮气吸脱附结果表明所制备的介孔分子筛材料均表现了很大的比表面积(730 m2/g以上)。     

介孔分子筛V-MCM-41的水热法制备与合成机理

 以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,廉价的工业级高模数比(3.3)的硅酸钠为硅源,通过水热法合成了V-MCM-41介孔分子筛. 考察了合成条件对产物织构的影响,并采用低温氮吸附法分析探讨了介孔分子筛V-MCM-41的合成机理. 结果表明,模板剂用量、 pH值、加料方式、晶化温度、晶化时间、陈化时间和焙烧气氛等合成条件对介孔分子筛的制备均有影响,其中晶化温度、 pH值和模板剂用量的影响最为明显. X射线衍射谱表明合成的介孔分子筛具有六方晶体结构. 红外光谱和紫外可见光谱表明V进入了介孔分子筛的骨架结构.     

钛硅介孔分子筛

综述了钛硅介孔分子筛的合成、表征及其应用研究进展.评述了钛硅介孔分子筛的合成方法与合成条件对分子筛结构性能、钛物种的配位状态和催化性能的影响.介绍了鉴定钛硅介孔分子筛内骨架钛原子的多种波谱学方法以及钛硅介孔分子筛在选择氧化、光催化、酸催化反应中的应用,并指出钛硅介孔分子筛是一种非常有应用前景的环境友好的多相催化剂.     

过渡金属氧化物和金属负载型沸石催化剂上合成 纳米碳管及其表征

采用气相催化沉积法催化合成纳米碳管,比较了不同金属氧化物和金属负载型沸石催化剂以及不同分子筛载体对合成纳米碳管的影响,并用TEM,XRD表征其形貌和结晶度,用DTA-TG考察了纳米碳管的热和稳定性。实验结果表明纳米碳管的形成除了与金属种类有关外,还直接与催化剂的颗粒大小和分散状态有关。粒径在20nm左右的不规则形状的纳米粒子是形成纳米碳管的活性组分,非负载和负载型的催化剂均表明活性组分的粒径与纳米碳管的管径有一定的对应关系。化学提纯后能得到高纯度的纳米碳管;其管壁具有较好的石墨化结构,在空气中的热稳定性大于400℃,而在氮气中能维持到1200℃以上。     

溶胶-凝胶法合成硅溶胶包覆型均分散纳米β分子筛

在系统考察铝源、反应体系硅铝比、钠离子、反应温度等对分子筛粒度影响的基础上,优化合成条件合成出了粒径为100 nm左右的β分子筛。利用XRD和TEM对所合成样品进行了表征。采用溶胶凝胶法研究了硅溶胶包覆的均分散纳米β分子筛复合材料的合成,结果表明合成产物为纳米β分子筛均匀分散于硅溶胶基质中的微孔-介孔双孔复合材料。     

FexOy/SBA-15介孔分子筛的合成以及性能研究

在酸性溶液中利用溶胶凝胶-pH值控制两步法直接合成Fe_xO_y/SBA-15介孔分子筛，同时利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、小角度X射线衍射(Low-angle XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及振动样品磁强计(VSM)对制备的各种SBA-15介孔分子筛进行结构以及性能的测试、表征。结果显示Fe_xO_y均匀地分散在SBA-15的骨架中，而且会对SBA-15介孔分子筛起钉轧作用。而后着重研究了Fe_xO_y的加入对SBA-15介孔分子筛的热稳定性、催化特性以及磁学性能的影响。Fe_xO_y的引入可以增加制备的SBA-15介孔分子筛的热稳定性;Fe_xO_y的引入可以改善SBA-15介孔分子筛的催化活性，得到了开口的、石墨化程度较好的纳米碳管。Fe_xO_y的引入使SBA-15介孔分子筛具有明显的铁磁性。     

不同碳源制备的介孔碳分子筛的性能研究

以介孔分子筛SBA-15为模板剂,分别采用蔗糖、糠醇和酚醛树脂作为碳源制备介孔碳分子筛.用TGA、XRD、N2吸附-脱附和TEM对制备的样品进行了表征和比较.结果表明,三种碳源制备的介孔碳分子筛的结构有序性明显不同.用蔗糖为碳源能够得到结构高度有序的介孔碳分子筛,其比表面积和孔容最大,分别为1 422 m2·g和1.15 cm3·g;用糠醇为碳源制备的样品次之;用普通酚醛树脂为碳源制备的样品其结构有序性最差.     

Effect of Structure and Pore Size of Mesoporous Molecular Sieve Materials on the Growth of Carbon Nanotubes

Microporous and mesoporous molecular sieve materials with different channel structures and pore sizes were applied as supports for Fe-loaded catalysts to catalytically synthesize carbon nanotubes. The deposited carbon materials were characterized by the TEM technique. It was shown that the structures and pore sizes of supports greatly influence the forms and quality of the deposited carbon materials. The larger the pore size of the support used, the larger the diameter and pore size of the carbon nanotubes formed. It seems that the growth of carbon nanotubes can be orientated by the one-dimensional mesoporous structure of hexagonal mesoporous molecular sieve materials.     

Formation of Transition Metal Cyanoferrates in Mesoporous Molecular Sieves of the MCM-41 Type

It is shown that formation of fragments of the structures of massive transition metal cyanoferrates in mesoporous molecular sieves of MCM-41 type containing high aluminum content does not cause important changes in the porous structures of the inclusion compounds.     

碳前驱体在全氟磺酸型碳基固体酸材料设计中的影响

以碳纳米管、介孔碳分子筛和氮掺杂的介孔碳为前驱体,采用全氟磺酸-全氟乙烯共聚物(PTFE)液相沉积方法制备了修饰量相同的三种全氟磺酸功能化碳基固体酸催化剂,利用N₂吸附、热重分析(TG)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外变换(FTIR)光谱以及电位滴定等方法对材料的结构和酸性进行了表征.考察催化剂对于苯甲醇与苯甲醚Friedel-Crafts (F-C)反应的催化性能.结果表明,前驱体的比表面积越大,与修饰剂的相互作用越强,越有利于修饰剂在前驱体表面的分散,得到的催化剂表面酸量越多,酸催化活性越好.因此,全氟磺酸功能化的氮掺杂介孔碳在F-C反应中表现出最高的活性和稳定性.     

介孔分子筛孔中过渡金属的组装及其催化应用

本文对近年来在MCM系列和SBA系列介孔分子筛孔中组装过渡金属催化剂的方法,如一步合成法、接枝法和浸渍法等进行了归纳,并对这些含过渡金属介孔分子筛催化剂在氧化反应、加氢反应、烷基化反应、F-T合成和催化脱硫反应中的应用进展进行了评述,以期对含过渡金属介孔分子筛催化剂的性能有比较全面的认识.     

Mesoporous Molecular Sieves as Advanced Supports for Olefin Metathesis Catalysts

Summary: Siliceous mesoporous molecular sieves MCM-41, MCM-48 and SBA-15 and organised mesoporous alumina represent progressive supports for new heterogeneous catalysts for olefin metathesis and metathesis polymerization. In combination with Mo and Re oxides they provide catalysts of considerably higher activity in comparison with those based on conventional silica and alumina. Immobilization of Mo and Ru alkylidenes on these materials led to the highly active and selective catalysts with negligible leaching of transition metal.     

Synthesis, characterization, and stability of Fe-MCM-41 for production of carbon nanotubes by acetylene pyrolysis

Fe-substituted MCM-41 molecular sieves with ca. 1, 2, and 3 wt % Fe were synthesized hydrothermally using different sources of colloidal silica (HiSil and Cab-O-Sil) and characterized by ICP, XRD, N2 physisorption, UV-vis, EPR, TPR, and X-ray absorption. Catalysts synthesized from Cab-O-Sil showed higher structural order and stability than those from HiSil. The local environment of Fe in the mesoporous material as studied by UV-vis reveals the dominance of framework Fe in all the as-synthesized Fe-MCM-41 samples. Dislodgement of some Fe species to extraframework location occurs upon calcination, and this effect is more severe for Fe-MCM-41 (2 wt %) and Fe-MCM-41 (3 wt %), as confirmed by EPR and X-ray absorption. These materials have been used as catalytic templates for the production of carbon nanotubes (CNTs) by acetylene pyrolysis at atmospheric pressure. A relationship between the Fe loading in MCM-41 and the carbon species produced during this reaction has been established. Using our optimized conditions for this system, Fe-MCM-41 with ca. 2 wt % Fe showed the best results with particularly high selectivity for single-wall carbon nanotube (SWNT) production. This catalyst was selective for carbon nanotubes with a low amount of amorphous carbon for a narrow range of temperatures from 1073 to 1123 K. To account for the different selectivity of these catalysts for CNTs production, the local environment and chemical state of Fe in the used catalyst was further probed by X-band EPR.     

Structural and sorption properties of carbon replicas obtained by matrix carbonization of organic precursors in SBA-15 and KIT-6

We have carried out a comparative study of matrix carbonization of some organic precursors (sucrose, polydivinylbenzene, polyphenol-formaldehyde, polyacrylonitrile, acetonitrile) in SBA-15 and KIT-6 silica mesoporous molecular sieves. We have shown that carbon mesoporous molecular sieves of the CMK-8 type, obtained in KIT-6 mesopores, have better adsorption characteristics due to the features of the three-dimensional cubic structure, the larger pore volume and thickness of the walls of the framework. The maximum micropore volume is observed in CMK-3 and CMK-8, obtained by carbonization of polyphenol-formaldehyde and polydivinylbenzene, while the greatest specific surface area is observed on carbonization of sucrose, where the maximum hydrogen adsorption capacity is achieved at a level of ∼1.4 wt.% (77 K, 1 atm). We show that the mesopore surface coverage by hydrogen in carbon mesoporous molecular sieves increases as the degree of graphitization increases.