全硅FER沸石上有机吸附物脱附行为的研究

运用热分析技术,研究吸附在体相和表面结构完美的单晶状疏水全硅FER沸石孔道中的有机化合物的脱附行为,测定亲和性指数AT值和负载量。所研究的吸附质为直链烷烃、直链烷基醇、直链烷基胺等,结果显示醇有较低的AT值,而直链烷烃有较高的AT值,胺类有最高的AT值。证明全硅FER沸石骨架对烷基、胺基呈现出强的"亲和性",而对羟基呈现出“憎性”。同时还发现吸附质的链长对脱附性质、AT值也有较大影响。     

FER型沸石的合成、结构与吸附性质

在TMEDA(四甲基乙基二胺)-Na2O-SiO2-Al2O3-H2O体系(I),Na2O-K2O-Al2O3-SiO2-H2O-HCO3^--CO3^2^-体系(II)及Py(吡啶)-PrNH2(正丙胺)-HF-SiO2-H2O体系(III)中, 分别合成了纯相FER沸石及FER硅沸石。用粉末XRD, FT-IR, 29Si MAS NMR及TG/DTA等表征其结构性质, 并用超微量电子真空吸附天平测定这些沸石样品对正己烷, 甲醇和水的吸附等温线。结果表明: 各体系合成的样品虽然结晶度高, 呈现出FER沸石的典型结构特征, 但由于它们的组成和晶格微结构不同, 热稳定性与吸附性质有明显的差异。在(I)体系中合成的FER沸石层错缺陷少, 晶格完美, 正己烷与甲醇的吸附量可达到理论值, 结构破坏温度为1190℃。红外精细谱及29Si MAS NMR高分辨谱证明FER硅沸石具有十分完美的骨架结构。由于晶胞收缩, 它对正己烷与甲醇吸附量略低于理论值, 并呈现出高度的疏水性。它的结构破坏温度高于1300℃。在(II)体系中合成的FER型沸石结构缺陷多, 沸石孔中的钾离子不易被质子完全交换。它的正己烷与甲醇吸附量均较低, 而水的吸附量相对较高。吸附现象表明, 正己烷和甲醇都被吸附于FER沸石的十元环主孔道中, 分压较高时, 甲醇可通过八元环进入小笼, 而水的吸附性质则主要与各样品的Si-OH缺陷及骨架中的阳离子含量有关。     

B-Al-ZSM-5沸石的固相结晶过程和机理的研究

用11B ,2 7Al,2 9Si,13 CMASNMR ,XRD ,IR技术详细研究了B2 O3 ·Al2 O3 ·SiO2 干凝胶在乙胺 /H2 O混合蒸气相中 ,固相转晶生成B Al ZSM 5沸石的过程和机理 .干胶中非网络的三配位硼氧基团在转晶过程中起着非常重要的作用 .结晶过程中Al原子周围的化学环境变化很复杂 ,干胶及最终沸石产物中都不存在的六配位铝只在半晶化产物中出现 .硅主要以羟基化合物形式存在于干胶中 ,反应过程中出现的非结构硅氧基团在完全晶化时消失 .既是反应物又是模板剂的乙胺分子通过氢键与干胶表面的硼羟基、铝羟基和硅羟基结合形成前驱体 ,促进了结晶过程 .经11BMASNMR和IR谱的测定 ,固相转晶生成的B Al ZSM 5沸石相对结晶度为 93%左右 .     

一种新型共生沸石(T-L)的合成与表征

在Na₂O-K₂O-Al₂O₃-SiO₂-H₂O体系中水热合成了一种新型的共生沸石, 它由L型沸石生长在T型沸石的一端而形成, 称之为T-L型沸石. 通过XRD, SEM, TEM, EDX, IR等手段对其进行了初步的表征. SEM相片表明这种沸石具有特殊的铆钉状外形; 在TEM相片上可以清楚地看到L型沸石的大孔道, 此孔道与L型沸石的表面垂直. 通过EDX的数据计算发现共生沸石的两相有不同的骨架硅铝比: T型沸石部分Si/Al＝3.71, L型沸石部分Si/Al＝3.41. 在该样品中B酸大于L酸.     

高硅FAU沸石与甲胺吸附物的相互作用

合成高硅沸石中所用的模板剂胺类分子与沸石骨架 Si—O基团间的相互作用机理尚不清楚 .迄今为止 ,沸石与吸附胺之间的相互作用的研究还只限于测定沸石酸性质 [1,2 ]、表面羟基活性位或了解模板分子在沸石骨架中的位置和状态 [3,4 ] .甲胺、乙胺在骨架完美的高硅 FAU(Y型 )沸石上的亲和性指数 AT 值 ,即被吸附有机物脱附峰温与该有机物的沸点之差分别高达 1 60与 1 5 0℃[5] .而在高硅 MFI(Silicalite-1 )沸石上为 1 60与 1 2 7℃ [6 ] .与大多数有机物不同 ,被吸附的胺类脱附时的吸热效应十分明显 .上述现象表明胺与高硅沸石骨架 O2 -…     

孔道三维相互连通锐钛矿TiO2-SiO2纳米复合介孔材料的制备及其高光催化活性

本文报道一种孔道三维相互连通锐钛矿TiO2-SiO2纳米复合介孔材料的制备.该介孔材料是以两维六方有序结构、直孔道、锐钛矿70TiO2-30SiO2-950纳米复合介孔材料(于950oC晶化2 h)为前驱体, NaOH为SiO2的刻蚀剂,通过“在孔壁内造孔”的方法获得.我们的策略是采用温和的造孔条件,如稀NaOH溶液,合适的温度与固/液比等.采用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)和低温N2吸附等技术对样品的介孔结构进行了系统表征.结果表明,墙内孔的密度非常高,孔径均一(平均尺寸3.6 nm),且在三维网络高度连通原孔道,但介孔结构仍保持其完整性.锐钛矿纳米晶粒的结晶度和大小在墙内造孔前后基本保持不变.该材料光催化降解罗丹明B(0.303 min–1)与亚甲基蓝(0.757 min–1)的活性相当高,此活性分别是其母体材料的5.1和5.3倍,甚至是Degussa P25光催化剂的16.5和24.1倍.这充分表明三维连通孔道结构对活性的大幅提高起了关键作用.孔道三维连通式锐钛矿TiO2-SiO2纳米复合介孔材料对上述污染物展现出意想不到的高降解活性,显著高于迄今已报道的金属氧化物基介孔材料对上述污染物的降解活性.更重要的是,该光催化剂具有相当高的稳定性和重复使用性.相信,本方法将为具有超高性能的孔道三维相互连通其它金属氧化物基介孔材料的制备铺平了道路.
　　小角XRD结果表明,母体材料的孔道是两维六方有序结构,在孔壁内造孔之后,样品原有的介孔结构仍保持其规整性.宽角XRD结果显示,二氧化钛的晶相是锐钛矿,晶粒尺寸为10.8 nm.造新孔之后,锐钛矿纳米晶粒的结晶度和大小与母体样品的相比变化不大. TEM结果显示,母体样品的孔壁内没有孔.孔道是两维六方有序排列的直孔道,孔径大小均一(平均尺寸4.1 nm).高分辨透射电镜(TEM)观察揭示,锐钛矿纳米晶粒(平均大小11.3 nm)在孔壁内随机排列,并与无定形SiO2纳米颗粒相互连接,相间共存,形成类似“砖块?水泥砂浆”砌成的孔壁,这种独特的复合骨架结构赋予其很高的稳定性.当一些SiO2纳米颗粒被去除之后, TEM观察显示,孔壁内有密集分布的孔,这些孔取向随机,并在三维方向连通原孔道,但介孔骨架结构仍保持其完整性.墙内孔的大小范围很窄(3.1?4.3 nm),平均大小为3.6 nm.高分辨TEM观察显示,锐钛矿晶粒大小与母体材料内的相比基本未变.上述结果与XRD结果一致.低温N2吸附表征结果显示,母体样品内只有一种孔道,孔径为4.0 nm.去除部分SiO2后的样品内有两种孔道,孔径分别是3.4和4.1 nm.这些结果与TEM的观察吻合.罗丹明B与亚甲基蓝在造孔前后样品内扩散速率评价结果显示,其在三维连通孔道内的扩散速率很高,大约是其母体材料内的5倍以上.这表明相互连通的孔道网络结构非常有利于客体分子在其内扩散.光催化降解性能评价结果显示,罗丹明B与亚甲基蓝在相互连通孔道内降解的速率相当高,分别是其在不连通孔道内的5.1和5.3倍.这充分证明孔道三维相互连通对活性的大幅提高起了关键作用.我们对材料的稳定性和重复使用性作了评价,经过10次循环使用孔道三维相互连通锐钛矿TiO2-SiO2纳米复合介孔材料,其吸附与光催化降解罗丹明B的性能变化不大.这充分证明本文制备的孔道连通复合介孔材料的性能是相当稳定的和可重复使用的.该方法可用于制备具有超高性能的孔道三维相互连通其它金属氧化物基介孔材料,如Nb2O5, Ta2O5等.     

硅沸石完美骨架上的吸附1: 乙胺/FAU型沸石相互 作用

采用核磁、红外、XRD研究了FAU硅沸石与吸附的乙胺之间的相互作用,XRD谱显示乙胺的吸入导致沸石晶胞收缩、对称性改变,立方变四方。^2^9SiMASNMR上,FAU硅沸石的单峰分裂成四重峰,同时骨架的红外吸收峰移向低频。这些结果表明,FAU骨架与吸附的乙胺之间存在着强烈的相互作用。     

金属离子导致的丝素蛋白的构象转变

蚕丝和蜘蛛丝的优异力学性能一直是科学家们关注的课题^[1-3]。近年来,在蚕丝蛋白结构及其构象方面的研究取得了许多进展^[3-5]。在蚕的腺体中丝素蛋白的构象为silk I（主要是无规线团为主,还有少量的β－转角,α螺旋等）,而在纤维状的丝中为silk Ⅱ（主要是β折叠）。金属离子在蚕叶丝过程中的作用也一直是一个人们关心的问题。Chen等^[6]在研究丝胶（包附在丝素蛋白表层的另外一种蛋白）时发现,在一定pH条件下,Ni^2 离子通过四配位的螯合作用诱导丝素蛋白β折叠的形成。并且,Viney等^[7]根据电感耦合等离子体（ICP－MS）技术推测Ca^2 的增加能使β折叠的形成加速。     

SOLID STATE HIGH RESOLUTION ~(13)C NMR STUDY OF CHINESE MUDSTONE KEROGENS

Using ~(13)C CP MAS TOSS DD NMR, some rules governing the variations of structureparameter and fractional contents for various aliphatic carbon in the mudstone kerogensburied in different depths in China are first reported in this paper, and the preliminarystudies on their natural evolution as well for the formation of oil and gas have been made.The influence of T_(CP), T_(CH), f_(rsc) on quantity measurement of CP in kerogens is discussed.     

Solid-state crystallization process and mechanism of B-Al-ZSM-5 zeolite

Ｉｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｔｈｅａｌｕｍｉｎｕｍａｎａｌｏｇｕｅｓ,ｂｏｒｏｎｃｏｎｔａｉｎｉｎｇＭＦＩｔｙｐｅｚｅｏｌｉｔｅｈａｓｂｅｅｎｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｈａｖｅｍｉｌｄｅｒａｃｉｄｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｓｐｅｃｉｆｉｃｃａｔａｌｙｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ.Ｕｐｔｏｎｏｗ,ｍｕｃｈｗｏｒｋｈａｓｂｅｅｎｄｏｎｅｉｎｔｈｉｓａｓｐｅｃｔ[1—5],ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｙｎｔｈｅｓｉｓ,ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｃａｔａｌｙｓｉｓ,ｅｔｃ.Ｔｈｅｒｅａｒ…