模板剂缓释法合成分子筛大单晶

在分子筛的合成中,通过使用四咪唑基取代的硼类化合物(四咪唑硼钠)作为模板剂,在溶剂热条件下,成功得到了磷酸铝盐分子筛AlPO₄-11的大单晶。电喷雾质谱、¹⁹F和¹¹B NMR等研究结果表明,在溶剂热条件下四咪唑硼钠起到了缓释剂的作用,其自身经历缓慢分解,持续释放低浓度咪唑分子的过程。由其释放出来的咪唑分子起到事实上的模板作用。因其浓度较低,限制了分子筛结晶过程中晶核形成的数量,从而易于导向分子筛大单晶的生成。通过引入不同种类的四取代硼类化合物作为模板剂,这种分子筛大单晶的合成策略可潜在应用于其它分子筛材料。     

系列硅铝比纳米薄层ZSM-5分子筛的合成和表征

以自制不对称双子季铵盐表面活性剂为模板, 在水热合成体系中控制合成系列硅铝比纳米薄层ZSM-5分子筛.采用X射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附、X射线荧光光谱(XRF)、扫描电镜(SEM)和²⁷Al魔角旋转核磁共振(²⁷Al MAS-NMR)对合成的样品进行了表征. 详细研究了晶化温度、晶化时间、结构导向剂(SDA)用量、碱度等对合成的影响和纳米薄层ZSM-5分子筛的形成过程. 结果表明: 分子筛硅铝比越高, 结构导向剂用量越大, 所需的晶化时间越短; 晶化温度越高, 晶化时间越短; 且不同硅铝比纳米薄层ZSM-5分子筛的形貌规整度、比表面积和介孔/微孔孔容比例随着硅铝比而变化.     

载银sod基纳米分子筛的合成及抗菌性能

采用两步法合成了 sod 基系列分子筛(EMT、FAU、SOD),并通过离子交换法引入 Ag⁺得到载银分子筛,通过 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)证明离子交换前后分子筛骨架结构和晶粒尺寸没有发生明显变化;通过红外光谱(IR)、热重(TG)证明制得的载银分子筛具有良好的稳定性;对获得的载银分子筛进行了Ag⁺释放实验与抗菌能力测试,考察了分子筛种类和晶粒尺寸对抗菌性能的影响。结果表明具有笼状结构的FAU与EMT分子筛因可储存更多的Ag⁺而具有更好的抗菌性能,而具有超笼结构的 FAU 分子筛抗菌性能最优。通过对比不同晶粒尺寸载银 FAU 分子筛抗菌数据发现,晶粒尺寸为 100 nm 的载银FAU分子筛因外表面丰富的抗菌活性位点以及其内部可以储存并不断释放 Ag⁺而具有最优的抗菌性能和抗菌寿命。而晶粒尺寸为10 nm的载银FAU分子筛由于晶粒尺寸较小、外比表面积大、扩散路径短,Ag⁺的释放速率最快,抗菌效率最高。     

多级孔NiMo负载TS-1分子筛催化剂的制备及其加氢脱硫性能

钛硅(TS-1)分子筛的微孔孔道严重限制了其在复杂分子催化转化中的应用,为了克服这一问题,通过酸洗脱、碱刻蚀及二者相结合的方法制备了多级孔 TS-1 分子筛,并采用等体积共浸渍法制备了相应的 NiMo 负载型催化剂;使用 X 射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附、吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)和高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)等方法对多级孔TS-1分子筛的理化性质进行了表征;以二苯并噻吩(DBT)为探针对催化剂的加氢脱硫(HDS)性能进行了评价。结果表明,和常规TS-1分子筛相比,多级孔TS-1分子筛保持了MFI拓扑结构,比表面积增大且具有介孔结构,分子筛表面形成了适量的Brønsted酸中心;相应催化剂上活性金属与载体间相互作用得以改善,MoS₂片晶长度和堆垛层数适宜,形成了更多的 NiMoS活性相;催化剂活性和选择性均有所提升,尤其是酸洗脱获得的 NiMo/AT-TS-1催化剂的活性相较未经处理的NiMo/TS-1催化剂提升了1.2倍,直接脱硫(DDS)路径选择性提升了22%。     

Au负载SBA-15分子筛上葡萄糖氧化反应

探讨了金与铝改性的SBA-15分子筛催化剂(Au-Al/SBA-15)上活性中心与葡萄糖氧化制葡萄酸反应性能的关系. 通过固体核磁共振波谱(ssNMR)、 X射线光电子能谱(XPS)、 紫外-可见光谱(UV-Vis)和透射电子显微镜(TEM)等手段对不同Au及Al含量的Au-Al/SBA-15催化剂进行了结构表征. 发现Al 改性能够在SBA-15载体上产生四配位Al物种, Au主要以单质的形式存在; SBA-15上的四配位Al物种具有稳定Au颗粒大小的作用. 通过对比发现, 催化剂上的Au和骨架四配位Al物种间的相互协作促进了对葡萄糖氧化的活性, 而非骨架Al物种会导致副反应的发生, 降低葡萄糖酸产物的选择性. 通过固体¹³C NMR揭示了反应体系中的NaOH能够将强吸附的产物葡萄糖酸分子从催化剂表面解离, 保持活性位不被覆盖进而促进反应持续进行.     

用于柴油车尾气消除反应(NH3-SCR)的八元环沸石分子筛研究进展

系统总结了作为柴油车尾气消除反应(NH₃-SCR)催化材料的八元环沸石分子筛(CHA, AEI, RTH)的研究进展, 讨论了不同方法合成的八元环沸石分子筛在NH₃-SCR反应中的性能差异, 并对未来八元环分子筛的发展趋势进行了展望.     

RUB-13分子筛的合成及其甲醇制烯烃催化性能

采用水热法合成RUB-13分子筛,探讨了有机模板剂(OSDA)、硅源、晶化温度和水硅比等制备条件对RUB-13分子筛晶体结构的影响,考察了RUB-13分子筛在甲醇制烯烃(MTO)反应中的催化性能。结果表明,采用1,2,2,6,6-五甲基哌啶(PMP)为有机模板剂、白炭黑为硅源,在晶化温度为170℃的条件下,选择H2O/Si比为100和80时可分别合成出高纯度的低硅铝比(Si/Al=100)和高硅铝比(Si/Al=200)的RUB-13分子筛晶体,且晶粒呈棒状形貌。H-Al-B-RUB-13(Si/Al=200)分子筛用于催化甲醇制烯烃反应时,在400℃下表现出高的低碳烯烃选择性(C2=-5选择性达97. 8%,丙烯选择性为54. 5%),优于传统的H-SAPO-34和H-ZSM-5分子筛催化剂。     

硅烷化对NH3选择性催化还原NOx催化剂CuCe/BEA水热稳定性的促进作用

采用硅烷化改性NH₃选择性催化还原NO_x催化剂CuCe/BEA,以提高催化剂的水热稳定性。X射线衍射、扫描电子显微镜和²⁷Al核磁共振谱图等研究证实,硅烷化改性明显抑制BEA分子筛骨架中Si-O-Al键的水解,保持其结构完整,从而有效提高水热处理后CuCe/BEA的催化活性。氨气-程序升温脱附和原位漫反射傅里叶变换红外光谱研究结果表明,硅烷化改性的催化剂由于保持更完整的骨架结构能够形成更多的酸性位点。此外,氢气-程序升温还原和X射线光电子能谱测试表明,硅烷化改性有利于提高活性铜物种的分散性。因此,相比于CuCe/BEA催化剂,硅烷化改性的CuCeSi/BEA催化剂具有更多的酸性位点和高度分散的Cu物种,共同促进了催化剂的水热稳定性。     

SAPO系磷铝分子筛的晶化及其复合催化剂对CO加氢的影响

探索了机械搅拌、配料组成、晶化参数等因素对SAPO-34和SAPO-5磷铝分子筛水热合成的影响,考察了混粒（颗粒混合）工艺和研粉（粉体研磨）工艺对“磷铝分子筛/尖晶石”复合催化剂制备的影响。与SAPO-34分子筛相比,SAPO-5分子筛晶体对机械作用的耐受性较强。用XRD、N2物理吸附、FESEM、EDS研究了材料的结构和织构特征。对比了四种复合催化剂的CO催化加氢性能。能够使复合催化剂更能抑制C–C偶合、从而更富产低碳烃的物相次序为：SAPO-34 > SAPO-5 > “ZnAlCrO4”尖晶石相。能够使复合催化剂具有更高CO加氢活性（即CO转化率）的物相次序为：“ZnAlCrO4”尖晶石相 > SAPO-34 > SAPO-5。     

具有抗生物污染活性的分子筛膜用于高效油水分离

The development of the global economy has been accompanied by frequent oil spills caused by accidental leaks and industrial manufacturing, which have seriously threatened the aquatic environment and human health. Traditional methods for the treatment of oily wastewater include centrifugation, skimming, flotation, oil-absorbing technology, etc., which are limited by low separation efficiency as well as secondary pollution during the post-processing of oil absorption materials. Recently, separation technologies utilizing the special wettabilities of filtration membranes have been developed to enrich and recycle oils from wastewater. Among these, the fabrication of superhydrophilic/underwater superhydrophobic membranes have attracted intensive research interest, which can selectively allow the passage of water through the membrane while blocking the oils. However, microorganisms are more likely to breed on these hydrophilic surfaces, eventually leading to the blockage of the membranes. In this study, ZSM-5 zeolite crystals (MFI topological structure) were coated onto the stainless-steel meshes by means of seeding and secondary hydrothermal growth. Then, 70% of the total Na⁺ ions in the zeolite channels were substituted by Ag⁺ ions via an ion exchange process. The resultant membranes (Ag@ZCMFs) were superamphiphilic in air, with both water contact angle and oil contact angle of approximately 0°. However, they became superoleophobic when immersed in water, and the underwater oil contact angle reached 151.27° ± 4.34°. In terms of special wettability, Ag@ZCMF achieved efficient separation for various oil-water mixtures with separation efficiencies above 99%. The water flux and intrusion pressure of Ag@ZCMF depended on the diameter of pinholes in the membrane, which could be modulated by altering the time of secondary hydrothermal growth. For instance, the average diameter of pinholes in Ag@ZCMF with optimum secondary growth time of 14 h (Ag@ZCMF-14) reached approximately 21 μm, giving rise to the water flux and intrusion pressure of 54720 L·m^-2·h^-1 and 4357 Pa, respectively. The anti-corrosion test and rubbing test confirmed the high chemical and mechanical stability of Ag@ZCMF-14, respectively. The separation efficiency of Ag@ZCMF-14 remained stable during ten purification-regeneration cycles, and no obvious attenuation was observed, proving the high separation stability of Ag@ZCMF-14. Furthermore, the loaded Ag⁺ ions afforded the membrane excellent anti-biofouling activity, which could effectively inhibit the growth of both alga and bacteria in the operating environment, thus preventing membrane blockage during the oil-water separation process. In particular, the bacteriostatic rate of Ag@ZCMF-14 to Escherichia coli reached to 99.6%. These results demonstrate that Ag@ZCMFs with anti-biofouling activity has promising potential future applications in the removal of oil slicks from oily wastewater.