分子筛稳定的孤立Mo物种催化氧化脱硫研究

本工作通过两步后合成方法，使用脱铝Si-beta分子筛和双（环戊二烯基）二氯化钼（Cp₂MoCl₂）制备了一系列Mo负载的Mo/beta分子筛材料.通过一系列谱学技术对Mo/beta进行表征分析，发现以beta分子筛为载体材料，可以将孤立的钼物种以（Si-O）₂Mo（=O）₂的形式稳定限域于BEA分子筛结构中.将所制备的Mo/beta分子筛应用于模拟柴油催化氧化脱硫（ODS）反应中，考察了不同的载体、钼负载量、温度和反应底物随着反应时间的变化，并进行典型动力学分析.源于BEA分子筛结构限域以及结构明确的孤立双氧钼物种，实验所制备的1% Mo/beta催化剂对模拟柴油中二苯并噻吩等模型杂环硫化合物表现出优异的氧化脱除效果，并成功解决了传统Mo/SiO₂催化剂钼物种流失、循环稳定性差的缺点，具有工业应用前景.     

高中生化学学习现状及改善策略的有效性研究

通过调研广西民族师范学院附属中学高一学生化学学习现状,提出了改善边疆地区民族生学习现状的诸多策略,并以此类策略干预高一学生化学学习现状且干预前后编制试卷测量。研究结果表明:(1)化学学业成绩与学习现状呈线性关系;(2)经过针对式的阶段性培养,2个班的测试成绩存在显著性差异,即此类培养具有必要性和有效性。     

高压下D,L-扁桃酸结构相变的拉曼光谱研究

采用金刚石对顶砧高压装置,在室温下对D,L-扁桃酸(C8H8O3)进行了原位高压拉曼光谱研究,实验最高压力为2.2 GPa.结果表明,原来的一些拉曼峰在0.6 GPa左右突然消失或者劈裂,并同时出现了一些新的拉曼峰.通过进一步分析D,L-扁桃酸的拉曼频率随压力的变化,发现许多拉曼峰的移动在0.6 GPa时都出现了拐点.D,L-扁桃酸在0.6 GPa发生了由正交相(Pbca)到单斜相(P21/c)的压致结构相变.通过分析相变前后晶体结构及拉曼振动模式的变化,认为此压致结构相变是由高压下分子的密堆积效应和氢键结构的重新排列导致.完全卸压至常压后,卸压拉曼光谱与常压拉曼光谱一致,表明此压致相变可逆.     

分子筛稳定的Lewis酸稀土中心在醛自缩合反应中的应用

羟醛缩合是重要的C–C键偶联反应,可以增长碳链,降低O/C比,用于生产很多大宗化学品,在生物质转化和生物油升级中广受关注.本文以丙醛分子自缩合反应作为模型反应,对比研究了稀土分子筛和稀土氧化物在醛自缩合反应中的催化性能,发现稀土分子筛的活性远高于稀土氧化物,其中Y/Beta活性最佳,并且具有良好的循环性能.随后采用程序升温表面反应(TPSR)、原位漫反射红外光谱(in situ DRIFTS)和原位漫反射紫外光谱(in situ UV-vis DRS)对Y/Beta和Y₂O₃催化丙醛缩合反应过程进行对比研究.TPSR结果表明,Y/Beta催化剂的反应能垒比Y₂O₃低;通过原位DRIFTS和UV-vis DRS谱结果发现,Y/Beta催化剂上Lewis酸位点对丙醛分子具有较强的吸附能力,利于缩合反应的进行,而Y₂O₃上几乎没有产物的特征峰,但出现芳香烃物种的吸收峰,表明Y₂O₃比Y/Beta催化剂更容易形成积碳物种,从而造成催化剂失活.我们还通过密度泛函理论(DFT)对Y/Beta分子筛的结构及其催化羟醛缩合反应过程进行计算模拟,揭示了羟醛缩合的主要反应步骤,即醛经历烯醇异构化、亲核加成和羟醛二聚体脱水等关键步骤,其中羟醛二聚体脱水是决速步.此外,具有开放结构的Y中心的催化活性比闭合结构的更高,其羟基可以通过氢键有效稳定羟醛二聚体的过渡态,从而降低其转化能垒,并且羟基的数量越多,能垒越低.因此,具有Lewis酸位点的Y(OSi)(OH)2是羟醛缩合反应的主要活性中心.综上,[Si]Beta分子筛对活性位点Y-OH的稳定作用,Y–OH是反应的活性位点,能够显著降低反应的能垒,而分子筛的限域作用可以有效控制中间物种的扩散,从而进一步促进羟醛缩合反应的进行.醛在反应过程中首先吸附在Y–OH位点上,经历α-C–H键的裂化,转变成烯醇式结构;裂化产生的氢原子和Y–OH中的羟基作用能够大大降低活化能垒;烯醇式离子和另一分子醛自发发生亲核加成反应生成醇盐离子,生成的醇盐离子与烯醇异构化反应中裂化的氢原子发生质子化反应,从而得到羟醛二聚体;最后,羟醛二聚体吸附在Y–OH上,通过氢键稳定过渡态,降低了活化能垒,诱发脱水反应生成最终产物.