咪唑基介孔有机硅材料固载磷钼酸催化剂的制备及烯烃环氧化性能

以含有咪唑阳离子的周期性介孔有机硅（PMO-ILs）材料为载体,制备了一类固载化磷钼酸（PMA）多相催化材料（PMA@PMO-ILs）,并采用N₂吸附-脱附实验、X射线衍射、原子吸收光谱、差热-热重分析、红外光谱、紫外光谱及固体核磁共振技术研究了材料的结构及物理化学性质. 结果表明,磷钼酸通过静电相互作用被成功固载到PMO-ILs载体表面和孔道中,且在制备过程中磷钼酸及载体基本结构均未发生变化. 反应结果表明,PMA@PMO-ILs材料在以叔丁基过氧化氢为氧化剂的环辛烯环氧化反应中表现出一定的催化活性和很高的选择性. 中断实验结果表明,催化剂的主要活性中心在反应过程中未发生明显流失,且催化剂经多次循环使用后活性及选择性基本保持不变. PMO-ILs中大量的咪唑阳离子能有效稳定磷钼酸阴离子,使该催化材料表现出良好的稳定性.     

圆弓形散射元构建的耦合波导的慢光特性研究

选取高品质因数的圆弓形散射元微腔构建耦合波导,通过改变散射元参数和耦合腔散射元平移等方法,得出光子晶体耦合腔波导结构的慢光变化规律,并实现很好平带下的极高群折射率。模拟结果显示,不同微腔个数的耦合波导,通过调整短轴/长轴之比和散射元平移等方式,不仅可以获得各种平带慢光曲线,还可以获得群折射率从4.10×104到1.35×105的超低慢光结构。     

胺化处理的纳米孔炭材料上汞(II)离子吸附性能

研究了纳米孔炭(NC)及乙二胺修饰的NC材料(NC-EDA)对水溶液中汞离子的吸附性能. 结果表明: NC材料对汞离子具有吸附能力; 经乙二胺修饰后, 材料的吸附性能显著提高; 并且NC-EDA材料经高温(873 K)处理后依然能够保持良好的吸附性能. 结合各种表征结果, 可以认为NC材料表面所富含的－COOH、－OH等基团有利于有机胺配体的引入, 使材料表面存在大量的碱性含氮物种. 这类碱性物种能够与汞离子发生较强的相互作用, 从而使材料表现出良好的汞离子吸附性能.     

常温常湿CO氧化催化剂An/Fe_2O_3 的制备与稳定性研究

研究了不同方法制备的 Ａｎ／Ｆｅ２Ｏ３催化剂上常温常湿条件下 ＣＯ的氧化性能．结果表明,加料顺序、焙烧温度、沉淀剂种类、金含量等因素对催化剂的稳定性均有较大影响,其中以Ｋ２ＣＯ３或Ｎａ２ＣＯ３为沉淀剂,金含量３％,焙烧温度２５０～３５０℃ 制得的催化剂具有较好的稳定性和抗水性,于２５℃连续加入水蒸气反应４３０ ｈ可保持ＣＯ完全转化． ＸＲＤ结果表明,催化剂的稳定性与单质金及α－Ｆｅ２Ｏ３的粒径成反比,并与金和铁的化学状态有关．     

常温常湿条件下Au/Fe2O3催化剂上CO氧化反应的稳定性

用共沉淀法制备了Ａｕ／Ｆｅ２Ｏ３催化剂,考察了焙烧温度及金含量对Ａｕ／Ｆｅ２Ｏ３催化剂上ＣＯ氧化反应的影响,结果表明,焙烧温度及金含量对催化剂的稳定性均有较大影响,金含量为３％,３００℃焙烧制得的样品具有较好的稳定性和抗水性,在常温湿条件下可连续反应４３０ｈ保持ＣＯ完全转化;催化剂的稳定性与单质金及α－Ｆｅ２Ｏ３的粒径成反比,并与金及铁的化学状态有关,金粒子聚集、氧化态金含量的减少及催化剂表面碳酸根物种的累积可能是导致催化剂活性衰减的主要原因。     

以原位形成的磷酸铝骨架为模板制备纳米孔炭(英文)

以不同有机物(邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、乙二醇、环己胺)为辅助炭源,通过直接炭化含柠檬酸及磷酸铝的复合物制备了一系列纳米孔炭材料(NC),采用多种表征手段研究了辅助炭源对最终炭材料性质的影响.结果表明,NC材料的结构和表面官能团性质随辅助炭源的变化而改变,其中以间苯二酚、对苯二酚、环己胺为辅助炭源制备的炭材料在空气氧化苯甲醇反应中表现有较高的催化活性.     

双功能催化剂体系催化乙烯原位聚合制备长链支化聚乙烯研究

以蒙脱土负载 β 二酮二氯化锆作为乙烯齐聚催化剂与Et(Ind) 2 ZrCl2 复合组成了原位双功能聚合催化体系 ,成功地以乙烯为唯一单体唯一反应釜制备长链支化聚乙烯 ,该催化剂体系具有乙烯共聚活性高 ,聚合物物性可调等优点     

溶剂热法合成UiO-66金属有机框架限域的钴取代磷钼酸及其催化烯烃环氧化性能

金属有机框架材料是一类新型晶体孔性材料,在气体储存、物质分离、非线性光学及催化等领域中具有潜在应用价值.其中,基于锆氧簇和有机配体构筑的锆基金属有机框架材料(ZrMOFs)因其具有更高的结构稳定性而备受关注.研究表明,将多金属氧酸盐(POM)负载在ZrMOFs载体上能够获得一类新型复合材料催化剂.这类材料具有可调控的酸性和氧化还原性,已在一些固体酸催化及选择氧化(包括烯烃环氧化)等反应中表现出优异的催化性能.多金属氧酸盐通常可以通过简单的浸渍法引入到ZrMOFs载体上,但这种方法制备的催化剂普遍存在活性组分分散不均匀且易于在液相催化反应过程中发生活性组分流失的问题.因此,当前的研究重点主要集中在如何通过简单有效的制备方法获得结构更加稳定、性能更加优异的复合材料催化剂.近期,国内外多个研究小组分别报道了采用溶剂热法能够一步合成出POM@ZrMOFs复合材料,这类材料的主要特点是POM团簇能够均匀的分散在ZrMOFs孔道中,从而使其在氧化脱硫及烯烃选择氧化等反应中表现出更高的稳定性.考虑到POMs及ZrMOFs种类和结构的多样性,可以预期这类复合材料的合成及催化性能研究仍有很大的发展空间.本文采用溶剂热法将磷钼酸(PMo12)及钴取代磷钼酸(PMo11Co)限域在一类ZrMOFs材料(UiO-66)的孔道中,得到了两种复合材料催化剂,分别记为PMo12@UiO-66和PMo11Co@UiO-66.通过以叔丁基过氧化氢(t-BuOOH)为氧化剂烯烃环氧化反应考察了其催化性能.相较于PMo12@UiO-66,含有钴取代磷钼酸的PMo11Co@UiO-66杂化材料表现出了更高的催化活性和稳定性.催化剂经简单的过滤和洗涤后即可循环使用多次,且催化性能基本保持不变.值得一提的是,PMo11Co@UiO-66对多种类型烯烃的环氧化反应均表现出较高的催化活性和环氧选择性.例如,在加入自由基抑制剂对二苯酚后,柠檬烯选择性氧化为柠檬烯-1,2-环氧化物的选择性可以达到91%,性能明显优于文献中报道的其它类型催化剂.此外,溶剂种类对PMo11Co@UiO-66的催化活性有着显著的影响,在极性相对较强的乙醇、乙腈等溶剂中,催化剂的活性较低;在极性较弱的甲苯、氯仿,四氯化碳等溶剂中,催化剂的活性则相对较高.溶剂极性的差异会影响反应物分子与催化剂活性中心的接触情况,继而对催化剂的活性产生较大影响.采用X射线衍射、氮吸附-脱附、X射线光电子能谱、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等手段对催化反应前后的PMo11Co@UiO-66催化剂进行了表征.结果表明,在溶剂热法合成的杂化材料催化剂中,引入的POM团簇能够均匀的分散在UiO-66框架材料的孔道和笼中;催化剂反应前后的组成与结构没有发生明显的变化.结合相关文献报道的结果,可以认为杂原子Co的引入能够产生类似于Co–O–Mo的新的活性中心,从而使PMo11Co@UiO-66表现出更高的催化活性.催化剂的高稳定性应主要归因于UiO-66框架对PMo11Co团簇的空间限域作用.这种空间限域作用能够使PMo11Co团簇被封装在UiO-66的八面体笼中,且二者之间还存在着较强的金属-载体间相互作用.在后续的工作中,我们还将继续深入研究PMo11Co@UiO-66催化剂的活性中心性质及其对分子氧的活化能力,加深对催化作用机制等问题的理解,进一步扩大这类复合材料催化剂的应用范围.     

不同硅铝比ZSM-5分子筛作为助催化剂在渣油裂化中的应用

采用不同方法表征了硅铝比(SiO2/Al2O3)为33、266和487的质子型ZSM-5分子筛,并研究了ZSM-5分子筛作为助催化剂在渣油裂解中的应用。与USY分子筛基催化剂混合后,在固定流化床上,评价了ZSM-5分子筛助催化剂的催化裂化性能。研究发现,提高ZSM-5分子筛硅铝比,可以有效抑制混合催化剂对汽油烯烃的裂解,从而避免了汽油烷烃的大量损失。加入ZSM-5助催化剂后,伴随着液化气(LPG)产率的增加,异丁烷和异戊烷产率增加,这可能是由USY基催化剂和ZSM-5助催化剂的综合效应引起的。汽油烷烃和芳烃含量的变化,引起了汽油辛烷值的增加。高硅铝比ZSM-5分子筛(硅铝比为266和487)不仅可以显著改善汽油的辛烷值,而且有效避免了汽油的大量损失。催化汽油辛烷值的改善主要是由于高硅铝比ZSM-5分子筛具有适宜的芳构化和异构化活性,这些变化主要源于高硅铝比ZSM-5分子筛小的孔道直径和适宜的酸性。     

锂离子动力电池高倍率充放电过程中弛豫行为的仿真

基于电化学热耦合模型研究了动力锂离子电池高倍率充放电过程中的弛豫行为, 分析对比了不同充放电机制对电池弛豫行为的影响. 研究发现: 充放电过程中, 欧姆极化是造成电压骤变的主要原因; 而恒流-恒压的充电模式能够缓慢消除欧姆极化, 避免电池电压的骤变; 利用恒流恒压对电池进行充电能够充进更多的电量, 有利于电池性能的完全发挥; 固相锂离子浓度的弛豫时间比液相锂离子浓度的弛豫时间长, 并且在放电后期, 固相扩散的特征时间与液相扩散特征时间的比值不断增大, 固相扩散造成的极化在整个放电过程不可忽略.