硅钛比对TS-1骨架脱硅衍生介孔结构的影响

在相同碱酸处理条件下,通过骨架原子抽提对合成的不同Si/Ti摩尔比的TS-1分子筛进行介孔改性.用XRD、FT-IR、UV-vis、N2吸附、SEM和EDX技术,考察骨架组成对改性TS-1晶体结构、织构介孔率和骨架脱硅、脱钛选择性的影响.结果表明,改性材料具有尺度分布集中的双介孔结构,并较好地保持其前体的结构有序性.随起始Si/Ti摩尔比的提高,改性TS-1分子筛BET比表面积和总比孔容增加,相应的Si/Ti摩尔比、结晶度保留率和产率逐渐降低.进一步探究骨架中心原子脱除选择性和介孔生成效率与前体组成的关系.TS-1脱硅选择性远大于脱钛选择性,典型样品T-原子脱除效率(fT, S-meso和fT, V-meso, T=Si+Ti)高达2.6 m2·g-1·;-1和9.4×10-3 m3·g-1·;-1.     

聚砜基质中Gemini分子原位引发聚合构筑有序排列阳离子活性位导电通道

将Gemini型可聚合阳离子表面活性剂单体[顺丁烯二酸二乙酯撑基双(辛烷基)二甲基氯/溴化铵(G8-2-8)、顺丁烯二酸二乙酯撑基双(十二烷基二甲基氯/溴化铵)(G12-2-12)、顺丁烯二酸二乙酯撑基双(十六烷基二甲基氯/溴化铵)(G16-2-16)]引入聚砜(PSF)聚合物的氯仿铸膜液中,以过硫酸钾(KPS)作为引发剂,原位引发Gemini分子聚合,制得具有有序排列阳离子活性位导电通道的Gemini/聚砜阴离子交换膜,并对其进行结构表征和性能测试.结果表明,随着Gemini引入量的增加,含水率、溶胀度、离子交换量及电导率等均呈上升趋势.随着Gemini结构中疏水碳链的增长,含水率、溶胀度、离子交换量、电导率及断裂伸长率等降低,膜材料的拉伸强度随之增加.当Gemini引入质量分数为20%、疏水碳链的碳数为8时,含水率为12.35%,溶胀度仅为10.13%,离子交换量为0.61 mmol/g,80℃时的电导率为3.776 m S/cm.在80℃及6 mol/L KOH碱性环境下考察了G8-2-8-PSF系列膜的耐碱稳定性,结果表明,膜在碱中浸泡240 h后,电导率下降幅度最高仅为2.0%,表现出较好的耐碱稳定性能.     

Gemini型碱性离子液体的制备及其在吡啶功能化PVA阴离子膜中的应用

通过两步法合成具有Gemini结构的碱性十二烷基吗啉离子液体([Nbmd]OH).并将制得的离子液体引入吡啶功能化聚乙烯醇(PVA-FP)为基质的阴离子交换膜制备过程中,通过流延法制备PVAFP/[Nbmd]OH复合膜.借助傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、交流阻抗(AC)、热重分析(TGA)及机械性能测试等对复合膜的结构及理化性能进行表征.结果表明,该系列复合膜形貌平整均一,吡啶基团的引入增强了PVA基质膜的热稳定性及耐碱稳定性.[Nbmd]OH离子液体的引入,在提供更多阳离子活性点位的同时,降低了复合膜结晶度,提高了电导率,改善了机械性能.其中,当质量比m(PVA)∶m([Nbmd]OH)=1∶2.5时,复合膜的热分解温度较PVA膜提高75oC;70oC时电导率达到4.42×10~(-2)S?cm~(-1);在80oC,6 mol/L KOH溶液中进行加速老化实验,浸泡400 h后电导率为初始电导率的1.6倍左右,表现出优异的耐碱稳定性;在30oC,3 mol/L甲醇溶液中甲醇透过率仅为Nafion~?-117膜的2.5%~5%,表现出很好的阻醇性能.     

三元金属硫化物-石墨相氮化碳异质结催化剂的制备及光催化性能

以双氰胺、醋酸锌、钼酸铵、醋酸镉和硫化钠为原料,采用水热法合成了一系列Zn-Mo共掺杂CdS(Zn-Mo-CdS),并与g-C₃N₄组成异质结催化剂(Zn-Mo-CdS/g-C₃N₄)。采用X射线衍射光谱(XRD)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、电化学阻抗谱(EIS)、X光电子能谱(XPS)等分析手段对制备的催化剂进行了表征。结果表明, Zn-Mo-CdS与g-C₃N₄之间紧密结合并形成异质结,促进界面电荷迁移,抑制光生电子-空穴对的复合。以可见光下降解染料罗丹明B (RhB)为探针反应考察了催化剂性能。结果表明, Zn-Mo-CdS/g-C₃N₄异质结催化剂的光催化性能与单纯g-C₃N₄、Zn-Mo-CdS及双金属硫化物/g-C₃N₄异质结催化剂相比均有大幅度提高,质量比m(Zn-Mo-CdS)/m(g-C₃N₄) = 4 : 1时制备的异质结催化剂表现出最大的降解速率常数,是单纯g-C₃N₄和Zn-Mo-CdS的30倍和10倍。不仅Zn-Mo-CdS,其他三元金属复合硫化物如Mo-Ni-CdS和Ni-Sn-CdS与g-C₃N₄之间也能有效构筑异质结,促进电子-空穴对的分离和催化性能提升。     

Brønsted双核碱性离子液体的合成及其在制备生物柴油过程中的催化性能

以N-甲基吗啡啉和1,4-二溴丁烷为原料,通过两步法合成了新型Brønsted碱性双核离子液体.分别采用¹H-NMR、FT-IR和元素分析对合成的离子液体进行结构分析;采用TGA测试离子液体的热稳定性;同时测定了离子液体的溶解性和碱性.此外,考察了双核碱性离子液体在大豆油和甲醇酯交换反应中的催化活性.结果表明,当甲醇:大豆油=14:1(物质的量比)、离子液体用量为大豆油质量的5%、反应时间5 h、反应温度60 ℃时、生物柴油收率为 95.6%(质量分数),且离子液体经回收、真空干燥,重复使用6次后催化活性没有明显降低,仍能达到94%以上.     

原位聚合Gemini型阳离子分子-苯乙烯嵌段聚合物构筑阴离子导电膜

借助引发剂过硫酸钾(KPS),采用原位聚合法将苯乙烯(St)与Gemini型阳离子分子顺丁烯二酸二乙酯撑基双[辛烷基二甲基氯/溴化铵](G_8-2-8)在季铵化壳聚糖(QCS)的醋酸溶液中,引发聚合形成不同嵌段比例(St与G_8-2-8的摩尔比)的嵌段聚合物。 然后利用戊二醛(GA)为交联剂将QCS交联形成网状结构,将上述线性嵌段聚合物“锁定”在交联的QCS网状结构中,制备了一系列具有半互穿网络结构(Semi-IPN)的阴离子导电膜。 性能测试的结果表明,该系列膜具有较高的机械性能和电导率。 当G_8-2-8含量为QCS质量的20%,嵌段比例为5:1时,表现出最高的离子交换量(1.35 mmol/g),断裂伸长率(26.47%)和电导率(70 ℃,6.97×10^-2 S/cm)。 热稳定性测定结果表明,该膜具有良好的热稳定性能,最低分解温度高于210 ℃。     

介孔SiO2孔道内Gemini分子有序自组装构筑正相胶束辅助传递OH-离子

利用Gemini型阳离子表面活性剂(顺丁烯二酸二乙酯撑基双[辛烷基二甲基氯/溴化铵], G_8-2-8)在有机反离子水杨酸根(Sal^-)的诱导作用下, 于介孔SiO₂孔道内有序组装, 构筑表面带有季铵基团的正相蠕虫胶束. 胶束外表面有序排布的季铵基团与介孔SiO₂孔道内壁布满的硅羟基共同作用形成环形保水腔室, 即构筑了OH^-传递的有序通道. 通过对G_8-2-8/NaSal 胶束体系的流变学性质研究, 结果表明, 胶束网络结构已经形成. 将G_8-2-8/NaSal胶束网络形成过程引入聚砜(PSF)体系中, 制备出有序OH^-迁移通道的高耐碱性的阴离子导电膜. 相关性能测定结果表明, 随着G_8-2-8质量分数的增加, 电导率、 含水率及离子交换量均呈现上升趋势, 特别是在离子交换量和含水率均较低的情况下, OH^-的迁移效率得到明显提升. 经过400 h的耐碱性测试, 结果表明, 该系列膜的电导率降幅仅为1.5%左右, 且外观形貌无明显变化, 表现出优异的耐碱稳定性.