铝离子在beta沸石晶化过程中对多形体A富集的影响

以四乙基氢氧化铵为有机结构导向剂,采用超浓水热方法,从氟离子体系合成出手性多形体A(简称A形体)富集的全硅beta沸石。在同样的初始混合物中引入铝源后,所合成的beta沸石中A形体含量明显降低,产物为普通的硅铝beta沸石。用粉末X射线衍射、元素分析、热重-差热分析、氮气吸附、扫描电子显微镜和固体魔角自旋核磁共振等表征手段对全硅beta沸石和硅铝beta沸石进行了详细的表征,并研究了其晶化过程。结果表明,铝源的引入可以加速beta沸石的晶化,得到的硅铝beta沸石晶体粒径明显减小。在硅铝beta沸石的晶化过程中生成了五配位铝物种,五配位铝物种可能是导致产物中A形体含量降低的原因。     

开放骨架磷酸铝AlPO4-12的晶化过程

以乙二胺为结构导向剂,在200℃加热物质的量组成为n_Al2O3:n_P2O5:n_en:n_H2O=1:1:2:226的初始混合物(en=乙二胺),合成了三维开放骨架磷酸铝化合物AlPO₄-12。用X-射线衍射、元素分析、pH测量、液体核磁共振以及电喷雾质谱研究了其晶化过程。依据质谱数据,开发了一个系统枚举在晶化过程中可能生成的小结构单元分子式的方法。研究发现在AlPO₄-12的晶化过程中经历了层状磷酸铝UiO-15和UiO-13中间相,液相中Al物种的浓度极低,在晶化过程中生成的小结构单元中P-OH逐渐增多,乙二胺分子逐渐质子化,在晶化过程中生成了磷酸铝的4元环和6元环。用电喷雾质谱研究晶化过程中的液相可以获得小结构单元的结构和组成信息。     

新型三维开放骨架磷酸铝[C4H14N2][Al4P5O19OH]的合成、表征及结构导向研究

以1, 4-丁二胺(BDA, C₄H₁₂N₂)为结构导向剂, 在水热条件下合成了一例新型三维阴离子开放骨架磷酸铝化合物[C₄H₁₄N₂][Al₄P₅O₁₉OH](AlPO-BDA), 用单晶X-射线衍射确定了其结构, 并用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM), 热重以及元素分析等进行了表征。该开放骨架在[100]和[010]方向上分别具有8和12元环的椭圆形孔道, 并相互交叉形成联通的二维孔道系统。以1, 6-己二胺(HDA)、1, 5-戊二胺(PDA)或2-甲基1, 5-戊二胺(MPMD)为结构导向剂, 在水热条件下也可得到与AlPO-BDA非常类似的开放骨架拓扑结构, 表明这些有机胺在一定的条件下和1,4-丁二胺具有相同的拓扑结构导向作用, 但有机胺的尺寸和形状对开放骨架的结晶学对称性及孔道形状有显著的影响, 有机胺分子中N-N之间的距离同开放骨架的理论表面积和孔自由体积存在明确的相关性。     

新型三维开放骨架磷酸铝[C4H14N2][Al4P5O19OH]的合成、表征及结构导向研究

以1,4-丁二胺(BDA,C4H12N2)为结构导向剂,在水热条件下合成了一例新型三维阴离子开放骨架磷酸铝化合物[C4H14N2][Al4P5O19OH](AlPO-BDA),用单晶X-射线衍射确定了其结构,并用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),热重以及元素分析等进行了表征。该开放骨架在[100]和[010]方向上分别具有8和12元环的椭圆形孔道,并相互交叉形成联通的二维孔道系统。以1,6-己二胺(HDA)、1,5-戊二胺(PDA)或2-甲基1,5-戊二胺(MPMD)为结构导向剂,在水热条件下也可得到与AlPO-BDA非常类似的开放骨架拓扑结构,表明这些有机胺在一定的条件下和1,4-丁二胺具有相同的拓扑结构导向作用,但有机胺的尺寸和形状对开放骨架的结晶学对称性及孔道形状有显著的影响,有机胺分子中N-N之间的距离同开放骨架的理论表面积和孔自由体积存在明确的相关性。     

阴离子开放骨架磷酸盐[A14P5O19(OH)][C6H18N2]和[Ga8P8PO32F5.5][C6H18N2]2[H30+]1.5水热合成中的对映体拆分

以外消旋的2-甲基-1,5-戊二胺(MPMD)为结构导向剂,在水热条件下合成出新磷酸铝化合物[Al4P5O19(OH)][C6H18N2](AlPO-MPMD)和新磷酸镓化合物[Ga8P8O32F5.5][C6H18N2]2[H30+]1.5(GaPO-MPMD).采用单晶x射线衍射结构分析、粉末x射线衍射分析(XRD)、热重-差热分析(TGA-DTA.A)、固体核磁共振(MAs NMR)、旋光分析(Optical rotation)以及振动圆二色光谱分析(Vibrational circular dichroism,VCD)等技术对产物进行了表征.对产物的VCD实验光谱和理论模拟光谱对比分析及旋光分析表明,在水热合成过程中,具有S构象的手性结构导向剂分子比具有R构象的手性结构导向剂分子更多地进入无机化合物骨架中,显示了手性对映体分子在该水热条件下的原位手性拆分.     

开放骨架结构磷酸铝合成中N原子环境变化对甲胺结构导向效应的影响

以甲胺(MA)和二甲胺(DMA)为结构导向剂,在200℃加热摩尔组成为n(Al2O3)∶n(P2O5)∶n(R)∶n(H2O)=1∶1∶1∶277(R=MA,DMA)的混合物,分别得到了高结晶度的三维阴离子开放骨架磷酸铝Al PO4-53和Al PO4-21.质子化的甲胺和二甲胺分别位于Al PO4-53和Al PO4-21的骨架中以平衡骨架的负电荷.利用X射线粉末衍射分析、元素分析和液相酸碱度测量等表征手段,研究了2个合成体系的晶化过程以及晶化过程中液相的Al,P浓度和p H值随时间的演化.理论计算结果表明,质子化甲胺和二甲胺的N原子上的电荷分别为-0.263和-0.558 e(Mulliken),形式电荷密度分别为22.3和16.0 e/nm3,Al PO4-53和Al PO4-21的骨架电荷密度分别为-3.3和-3.1 e/nm3.结果表明,改变N原子的环境会影响其上的电荷量,从而改变有机胺的结构导向效应,有机胺的形式电荷密度和无机骨架电荷密度之间存在着匹配关系.     

镁铝酸碱双功能氧化物催化剂上醇胺氧化耦合合成亚胺性能（英文）

亚胺是一类重要的含氮有机化合物,由于具有不饱和C=N双键,可以作为一种有效的氮源,用于一系列含氮衍生物的合成.目前合成亚胺的工艺路线主要是通过羰基化合物和一级胺在强酸条件下缩合;与该路线相比,醇和胺在空气或氧气存在条件下耦合是一条更为绿色的工艺路线,其副产物只有水产生.目前的报道表明,一些具有氧化还原性质的催化剂,如负载型贵金属催化剂和负载型过渡金属氧化物催化剂在该反应中表现出一定催化性能,但很少关注表面酸碱性质对该反应性能的影响.在本工作中,我们尝试将具有酸碱双功能性质的Mg-Al复合氧化物作为催化剂用于该反应中,考察了Mg/Al比、焙烧温度和后处理条件对催化性能的影响.结果显示,Mg/Al=3的催化剂在反应中表现出最优的催化活性;NH_3-TPD和CO_2-TPD显示,随着镁含量的增加,样品表面碱性中心的数量呈现出先增加后减少的趋势,其中Mg/Al=3的样品表面酸、碱总量最大,而且该样品表面弱碱中心数量也最多;我们通过焙烧和探针分子吸附等后处理手段进一步调控了催化剂表面的酸碱性质,初步结果表明在酸碱中心的协同作用下可以有效地催化醇和胺的氧化耦合反应;其中弱碱性位可能是活化醇的主要活性中心,而醇的氧化是该反应的速控步骤,因此可以推测表面弱碱中心的数量在一定程度上决定着催化剂在该反应中的性能.     

MOF衍生碳基电催化剂限域催化O2还原和CO2还原反应

化石燃料的大量消耗和环境的逐渐恶化导致迫切需要开发和探索有效的能源转换和存储技术. 电化学是各种能源转换装置的基础和关键. 设计和合成具有高催化活性的非贵金属基和非金属基催化剂是最好的选择. 金属有机骨架(MOF)衍生的碳基材料具有比表面积大、 孔隙率高的特点, 可以选择性地限制不同类型的金属. 因此, MOF衍生碳作为催化剂载体使用时具有良好的限域效应, 有利于提高催化剂的活性和稳定性. 本文综合评述了MOF衍生材料在催化反应中的限域效应, 并介绍了MOF衍生碳基材料在氧还原反应(ORR)和二氧化碳还原反应(CO₂RR)电催化方面的最新进展, 揭示了MOF碳基材料在电催化反应中的构效关系. 最后, 讨论了MOF衍生的碳基材料在ORR和CO₂RR电催化中的挑战和机遇, 以及未来可能的解决方案.     

用工业固体废料合成沸石分子筛的研究进展

系统总结了以工业固体废料为原料合成沸石分子筛材料的最新研究进展, 讨论了以粉煤灰、 珍珠岩工业废料、 煤矸石、 流体催化裂化(FCC)废催化剂、 锂矿渣、 铝土矿渣、 废瓷料和废弃玻璃等工业固体废料为原料, 合成LTA, FAU, MFI, CHA, GIS, SOD, ANA和KFI沸石分子筛材料的工艺方法, 及其在污水中重金属离子的脱除、 空气中CO₂的捕获、 氮氧化物的选择性还原等实际应用中的性能, 并对未来工业固体废料合成沸石分子筛的发展趋势进行了展望.     

等级孔分子筛的可控合成、扩散研究及催化应用

等级孔分子筛是一类具有两种或多种以特定形式排布的孔结构的分子筛材料. 多层等级的孔结构使得分子筛孔道内的分子扩散得到显著改善, 进而提升了其在吸附和非均相催化等领域的应用性能. 等级孔分子筛的制备策略通常有两种, 即“自上而下”后处理法(如对母样分子筛进行脱铝、 脱硅产生介孔)和“自下而上”合成法(如软模板、 硬模板法). 本文主要对近20年来等级孔分子筛的合成方法进行了梳理, 并着重介绍了具有较高应用潜力的“自上而下”制备法. 鉴于合成等级孔分子筛的主要目的是提高分子的晶内扩散, 对近年来客体分子在等级孔分子筛内扩散的实验研究也进行了简要综述. 此外, 本文还综合评述了等级孔分子筛与传统分子筛在催化应用中的对比, 以展示前者在提升催化性能方面(如活性、 选择性等)的独特优势.