沸石分子筛的表面改性技术进展

沸石分子筛的改性技术与这类材料的合成及应用一样相当大地推动了沸石化学的发展。本篇文章引用了至少90篇文献概括地介绍了最近发展起来的三种沸石表面改性方法:沸石内配位化学、化学蒸汽沉积和沸石的表面有机金属化学。     

烷基锡化合物在HY沸石超笼表面的接枝反应研究

在高真空系统中研究了HY沸石分子筛与SnMe₄、SnEt₄、SnPr₄和SnBu₄的反应，用元素分析、ICP、GC、XRD、FTIR、TG、DRS、TPR、BET及烷烃和芳烃的脉冲吸附等方法表征了产物的组成、结构和性质。结果表明，HY沸石分子筛超笼羟基与SnMe₄、SnEt₄、SnPr₄和SnBu₄的反应温度分别为：183K、243K、273K和333K，生成组成为(≡Si-O)SnR₃的表面单接枝物种。表面接枝烷基锡碎片后，HY沸石的孔口尺寸变小，吸附行为发生显著变化。     

半导体光催化研究进展与展望

评述了目前半导体光催化在国内外的研究概况,并对存在的问题和未来的发展动向进行简要分析.列举了近30年来关于光催化研究的部分成果,内容涉及光催化剂的制备(包括新催化剂的开发, TiO2、 ZnO、 CdS等光催化剂的各种改性或修饰)、光催化作用机理研究、光催化技术的工程化、光催化技术的各种应用研究和产品开发等等从基础到应用研究的各个方面.总体上来看,半导体光催化基本上是一个没有选择性的化学过程,所以再进行大量的不同反应物的光催化活性的评价研究意义已不是很显著,认为未来的半导体光催化研究应该集中在机理的深刻认识、光响应范围宽和量子效率高的催化剂制备、半导体光催化技术工程化及新型光催化产品开发方面.     

ZSM-5分子筛光催化活性的初步研究

开发具有广泛用途包括光催化合成和选择性氧化有机物的新型光催化剂是光催化研究领域所面临的重要挑战之一[1] . Kato等[2 ] 报道了HZSM- 5和丝光沸石对甲烷无氧偶联反应具有光催化活性,我们也发现HZSM- 5原粉对乙烯、溴代甲烷和染料都表现出明显的光催化活性.由于分子筛不是半导体,所以其光催化性能难于用传统的半导体光催化理论加以解释.Kato[2 ] 认为分子筛中Al—O单元是HZSM- 5和丝光沸石产生光催化活性的活性位,Anpo等[3]认为,过渡金属原子在Y沸石和MCM- 41介孔分子筛的骨架内形成了孤立的金属-氧物种电荷转移激发态:[Me(n- 1…     

二氧化钛光解水过程中乙醇选择性光催化氧化反应研究

光催化分解水的产氢体系往往采用小分子醇作为电子供体,本工作以纯金红石相与混晶结构P25 （80%锐钛矿与20%金红石相）二氧化钛为光催化剂,研究光解水过程中牺牲剂乙醇的氧化路径与反应机理.研究结果表明,无论是金红石相还是锐钛矿相为主的P25二氧化钛,其无氧条件下光催化氧化乙醇的主要终端产物均为乙醛,而不是2,3-丁二醇,2,3-丁二醇产物主要由醇醛特定波长范围内的有机光化学反应偶联产生.另外,不同晶相二氧化钛氧化乙醇至2,3-丁二醇的选择性差异可能主要由非均相固-液界面所产生羟基自由基迁移至溶液体系的距离不同所致,进而与有机光化学反应产生的·CH（OH）CH₃自由基发生不同路径与频率的猝灭反应.本研究对乙醇无氧光催化反应步骤的探索与解析可为小分子醇参与的醇类重整反应提供机理借鉴与设计思路.     

宽带隙p区金属氧化物/氢氧化物对苯的光催化降解(英文)

苯具有高毒性和致病性,是空气中常见的一种挥发性有机污染物,对健康和环境危害大.以TiO2为代表的半导体光催化氧化技术是一种理想的环境治理技术,已广泛应用于一般室内挥发性有机物(VOCs)的去除.然而在处理苯等难降解有机污染物时,由于在催化剂表面生成难被降解的聚合物中间产物,往往导致TiO2光催化剂的失活.开发可在常温下使用的降解苯系污染物的高效光催化剂对于推广光催化技术在苯污染治理中的应用具有重大的意义.最近我们研究所开发出一系列宽带隙p区金属氧化物/氢氧化物光催化剂,它们对苯系污染物的光催化降解显示出很好的活性和稳定性,是一类极具应用前景的降解苯系污染物的新型光催化剂.在这篇文章中,我们总结这类宽带隙p区金属氧化物/氢氧化物光催化剂的制备及其光催化降解苯的活性,对其不同于TiO2的光催化机理,及其结构和光催化性能之间的关系进行初步的探讨.     

TiO2对牛血清白蛋白的光催化降解的研究

报道了TiO2对牛血清白蛋白（BSA）的光催化降解。利用紫外-可见光谱（UV—Vis）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）以及高效液相色谱（HPLC）研究了降解过程并对降解终产物进行了分析。结果显示：在近紫外灯（365nm）照射下,BSA在5h内就可以被TiO2光催化完全降解为小碎片,延长反应时间到40h可使BSA完全矿化（93．5％）,其中C,N和S分别被矿化成CO2,NO3^-和SO4^2-而在仅有紫外灯或仅有TiO2存在的条件下,5h内仅有30％左右BSA被降解为小碎片,即使延长反应时间,也无法使BSA矿化成CO2和无机离子。     

SO2-4/TiO2固体酸催化剂的酸强度及光催化性能

SO     

氧空位修饰的暴露TiO2{001}的Ru/TiO2增强光热协同CO2甲烷化活性和稳定性

利用太阳能在温和条件下实现CO₂还原反应,不仅可以缓解过度消耗化石能源造成的能源危机,还可以改善诸如温室效应和海洋酸化等环境问题.光热协同催化可以有效降低催化反应温度,具有较大的应用前景.本文利用Ru与暴露TiO₂{001}晶面的TiO₂载体产生的金属-载体相互作用,经过高温氢气煅烧后,获得具有丰富表面氧空位的Ru/TiO₂催化剂.活性测试结果表明,具有丰富表面氧空位的Ru/TiO₂表现出优异的CO₂甲烷化活性,反应过程中甲烷的TOF值在300°C时可以达到22 h-1,但该催化剂却表现出较差的稳定性,在反应10小时后,甲烷的TOF值逐渐降低到19 h-1.将紫外光引入到Ru/TiO₂热催化甲烷化体系中,甲烷的TOF值增加到30 h-1,且兼具高稳定性.热催化反应过程中逐渐消失的表面氧空位和部分氧化的Ru是活性降低的主要原因.在光热协同反应中,光生电子的产生稳定了Ru表面的电子密度,同时也再生了催化剂上表面氧空位,这有效地提高了反应的活性和稳定性.程序升温原位红外和X射线光电子能谱实验结果表明,当催化剂表面具有丰富的表面氧空位时,CO₂可以有效地在Ru纳米粒子上解离成CO中间体,随后吸附在Ru上的CO中间体解离成表面碳物种,并加氢产生甲烷.在热催化反应过程中,Ru纳米粒子逐渐被氧化成Ru Ox物种,且表面氧空位被CO中间物种覆盖,降低了催化反应的稳定性.当紫外光引入到上述反应中,催化剂的表面氧空位可有效提高光生载流子的分离能力.TiO₂载体产生的光电子转移至Ru表面,稳定了金属Ru纳米粒子的价态.另外,载体产生的光生空穴加速了H₂质子化,提高了催化剂对氢气的活化迁移能力,促进了CO中间体的加氢甲烷化反应,进而再生表面氧空位.因此在紫外光照下,兼顾提高了热催化CO₂甲烷化的活性和稳定性.值得注意的是,当Ru负载于暴露少量TiO₂{001}晶面的TiO₂载体上时,产生了强金属-载体相互作用并抑制了H₂在催化剂上的吸附活化,不利于产生表面氧空位.因此暴露少量TiO₂{001}晶面的Ru/TiO₂催化剂也不利于光生载流的产生和分离,这导致热催化或光热协同催化反应活性较低.     

SO2-4/TiO2固体酸的红外和拉曼光谱研究

用ＩＲ、Ｒａｍａｎ光谱研究了ＳＯ＾２－４／ＴｉＯ２固体酸在不同烧温度下的结构、晶相转变和表面酸中心。结果表明,ＳＯ＾２－４与ＴｉＯ２表面的结合为螯合式双配结构。当烧结温度小于５００℃时,ＳＯ＾２－４／ＴｉＯ２样品具有较高的结构稳定性,晶相结构以锐钛矿为主,表面Ｂ酸位数目约是Ｌ酸位数目的２倍,当烧结温度大于５００℃时,随着烧结晶度的升高,表面结合的ＳＯ＾２－４逐渐流失,晶相从锐钛矿转变为金红石,表面Ｂ酸位减少并消失。