水热合成一锅法制备FePO4-SBA-15及其水热稳定性能

通过两种水热处理方式，即800 oC水汽条件和100 oC沸水处理，考察了一锅法制备的FePO4–SBA-15(OP)的水热稳定性.水热处理前后样品的结构变化通过小角X射线衍射和N2物理吸附表征.研究发现，经水热条件下原位生成FePO4修饰后的OP样品具有良好的水热稳定性，并且FePO4的担载量(5%和40%)对OP样品的水热稳定性几乎没有影响.这与文献报道的金属担载量会影响介孔材料水热稳定性的结果不同.此外，还对比研究了浸渍法制备的FePO4/SBA-15(IMP)和商品SBA-15的水热稳定性.结果表明，各样品水热稳定性由强到弱的顺序是OP>IMP>>SBA-15. OP和IMP样品水热稳定性优于纯硅分子筛SBA-15的原因可能是FePO4保护层能抑制介孔材料在水热环境下的结构塌陷. OP样品水热稳定性较IMP样品好的原因可能主要是由于OP样品中存在稳定的Si–O–Fe键和较多的微孔.     

水热合成一锅法制备FePO4-SBA-15及其水热稳定性能

通过两种水热处理方式,即800 oC水汽条件和100 oC沸水处理,考察了一锅法制备的FePO4–SBA-15(OP)的水热稳定性.水热处理前后样品的结构变化通过小角X射线衍射和N2物理吸附表征.研究发现,经水热条件下原位生成FePO4修饰后的OP样品具有良好的水热稳定性,并且FePO4的担载量(5%和40%)对OP样品的水热稳定性几乎没有影响.这与文献报道的金属担载量会影响介孔材料水热稳定性的结果不同.此外,还对比研究了浸渍法制备的FePO4/SBA-15(IMP)和商品SBA-15的水热稳定性.结果表明,各样品水热稳定性由强到弱的顺序是OP>IMP>>SBA-15. OP和IMP样品水热稳定性优于纯硅分子筛SBA-15的原因可能是FePO4保护层能抑制介孔材料在水热环境下的结构塌陷. OP样品水热稳定性较IMP样品好的原因可能主要是由于OP样品中存在稳定的Si–O–Fe键和较多的微孔.     

改善SBA-15介孔材料水热稳定性的简单溶剂热后处理方法

提出了一种有效改善SBA-15介孔材料水热稳定性的简单溶剂热后处理方法. SBA-15材料经环己烷、甲苯和正丁醇等有机溶剂在157和190 oC密闭容器中分别处理6–24 h后,可呈现很好的水热稳定性.它们在800 oC经100%水蒸气处理12 h,依然能保持很好的有序介孔结构,比表面积可高达192–281 m2/g.其中,经环己烷190 oC溶剂热处理24 h的样品表现出最优的水热稳定性.溶剂热处理能显著提升材料孔壁中类似Si(OSi)2(OH)2和Si(OSi)3OH结构的Si–OH基间脱水,形成稳定的Si(OSi)4结构,从而有效减少了SBA-15材料孔壁的缺陷.由此,介孔材料的水热稳定性得到明显改善.溶剂热处理对SBA-15材料水热稳定性的这种提升作用与所用溶剂性质、处理温度以及SBA-15前驱体的类型密切相关.其中,以低沸点的非极性溶剂处理焙烧后的SBA-15材料表现出最好的稳定化效果.该方法具有简单、低能耗的特点,其在制备高水热稳定的有序硅基介孔材料上有很好的潜在应用价值.     

改善SBA-15介孔材料水热稳定性的简单溶剂热后处理方法（英文）

提出了一种有效改善SBA-15介孔材料水热稳定性的简单溶剂热后处理方法.SBA-15材料经环己烷、甲苯和正丁醇等有机溶剂在157和190o C密闭容器中分别处理6–24h后,可呈现很好的水热稳定性.它们在800℃经100%水蒸气处理12h,依然能保持很好的有序介孔结构,比表面积可高达192–281m2/g.其中,经环己烷190o C溶剂热处理24h的样品表现出最优的水热稳定性.溶剂热处理能显著提升材料孔壁中类似Si(OSi)2(OH)2和Si(OSi)3OH结构的Si–OH基间脱水,形成稳定的Si(OSi)4结构,从而有效减少了SBA-15材料孔壁的缺陷.由此,介孔材料的水热稳定性得到明显改善.溶剂热处理对SBA-15材料水热稳定性的这种提升作用与所用溶剂性质、处理温度以及SBA-15前驱体的类型密切相关.其中,以低沸点的非极性溶剂处理焙烧后的SBA-15材料表现出最好的稳定化效果.该方法具有简单、低能耗的特点,其在制备高水热稳定的有序硅基介孔材料上有很好的潜在应用价值.     

Al3+离子介入提升（NH4）2SiF6对SBA-15介孔材料的水热稳定化作用

提出了一种(NH4)2SiF6处理提高SBA-15介孔材料水热稳定性的改良方法.采用SBA-15介孔材料中预引入Al3+离子,再进行1%SiO2计量的(NH4)2SiF6处理,最后用强酸洗脱预引入的Al3+.结果显示,由此处理的SBA-15材料,其水热稳定性明显优于相同条件下未预引入Al3+时(NH4)2SiF6处理的样品.两者在800°C、100%水蒸气处理12 h后,虽然均能很好保持其介观有序度、形貌及六方孔道结构,但前者的比表面积可高达271 m2/g,而后者仅为224 m2/g.表明Al3+离子介入能大幅度提升(NH4)2SiF6处理对SBA-15介孔材料的稳定化作用.这主要得益于预引入的骨架Al3+在保障(NH4)2SiF6处理修复SBA-15材料表面缺陷和进行表面疏水化、提升其水热稳定性的同时,能减缓(NH4)2SiF6释放的多余F-离子对SBA-15材料骨架的刻蚀破坏作用. Al3+离子介入的这种提升作用与其引入方式和SBA-15材料所经受的温度密切相关.     

Al~(3+)离子介入提升(NH_4)_2SiF_6对SBA-15介孔材料的水热稳定化作用（英文）

提出了一种(NH4)2Si F6处理提高SBA-15介孔材料水热稳定性的改良方法.采用SBA-15介孔材料中预引入Al3+离子,再进行1%SiO 2计量的(NH4)2Si F6处理,最后用强酸洗脱预引入的Al3+.结果显示,由此处理的SBA-15材料,其水热稳定性明显优于相同条件下未预引入Al3+时(NH4)2Si F6处理的样品.两者在800°C、100%水蒸气处理12 h后,虽然均能很好保持其介观有序度、形貌及六方孔道结构,但前者的比表面积可高达271 m2/g,而后者仅为224 m2/g.表明Al3+离子介入能大幅度提升(NH4)2Si F6处理对SBA-15介孔材料的稳定化作用.这主要得益于预引入的骨架Al3+在保障(NH4)2Si F6处理修复SBA-15材料表面缺陷和进行表面疏水化、提升其水热稳定性的同时,能减缓(NH4)2Si F6释放的多余F离子对SBA-15材料骨架的刻蚀破坏作用.Al3+离子介入的这种提升作用与其引入方式和SBA-15材料所经受的温度密切相关.     

SBA-15介孔分子筛担载的钒基氧化物催化剂对乙烷选择氧化性能

用等体积浸渍法制备了SBA-15担载的钒基(V/SBA-15)和钾修饰的钒基氧化物(K-V/SBA-15)催化剂, 使用氮气吸附、小角X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和紫外激光拉曼光谱对这些催化剂的结构进行表征, 并评价了这些催化剂对乙烷选择氧化的活性与选择性. 实验结果表明介孔结构SBA-15对乙烷选择氧化的活性优于常规的SiO2; 对于SBA-15担载的V/SBA-15和K-V/SBA-15催化剂, 极低钒担载量(nV:nSi≤0.1:100)时隔离的四配位钒氧化物是乙烷选择氧化生成醛类化合物的活性物种, 高钒担载量(nV:nSi≥2.5:100)时聚合的和微晶态的钒氧化物是乙烷氧化脱氢或深度氧化的活性物种.     

(NH_4)_2SiF_6预处理改善SBA-15介孔材料的水热稳定性

(NH4)2SiF6 预处理可对 SBA-15 介孔材料的表面缺陷进行补硅修正以及表面疏水化, 从而明显改善 SBA-15 材料的水热稳定性. 结果表明, 用摩尔分数为 5% 的 (NH4)2SiF6 水溶液, 按引入 1% 的 SiO2 计量对 SBA-15 进行处理后, 其水热稳定性明显改善, 在 100 ?C 沸水中处理 14 d, 或在 800 ?C 下用 100% 水蒸气处理 12 h 后, 均保持较好的介观有序度、形貌及六方孔道结构, 比表面积分别高达 310 和 213 m2/g, 但 (NH4)2SiF6 处理量过高, SBA-15 水热稳定性反而下降.     

TEPA功能化SBA-15的CO_2吸附性能

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,P123为模板剂,通过加入适量HAc及调整反应体系pH方式,采用水热及萃取法合成表面羟基含量较高的介孔SBA-15材料.以不同含量四乙烯五胺(TEPA)对SBA-15进行功能化,获得氨基功能化介孔SBA-15材料.利用X射线衍射(XRD)、N2吸-脱附、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、元素分析等手段对材料结构性能进行表征.以不同含量TEPA功能化介孔SBA-15为吸附剂,对CO_2进行吸附,考察了吸附温度、CO_2浓度、水等对吸附效率的影响.实验结果表明,常温、常压下30%TEPA功能化介孔SBA-15的CO_2吸附量最高,且重复使用性能良好.     

孔壁部分有序化的介孔二氧化硅材料的合成与表征

采用一种“改进的二次晶化”的方法处理介孔二氧化硅SBA-15. 用X射线衍射(XRD)、 透射电镜(TEM)、 电子衍射(ED)、 红外光谱(FTIR)以及固体核磁共振(NMR)等多种技术对样品进行了表征.　结果表明， 在所得样品的孔壁中, 原子的排列方式与普通介孔二氧化硅材料的孔壁不同， 显示一定程度的有序性. 同时, 高度有序的介孔结构得到很好的保持, 且样品的水热稳定性大幅度提高.     

不同结构颗粒对PMMA基复合材料性能影响

采用原位本体聚合法制备PMMA/MCM-41(with template),PMMA/SBA-15(with template),PMMA/SiO2三种复合材料.研究了介孔分子筛MCM-41,SBA-15和SiO2对PMMA复合材料拉伸强度,冲击强度,热稳定性的影响.由于合成介孔分子筛MCM-41,SBA-15时所用的模板剂CTAB和P123分布于孔口处和颗粒表面上,分别与PMMA基体产生物理缠结作用,增加了两者的相容性;且P123(EO20PO70EO20)表面有较大的PO/EO比率,与小分子量的CTAB相比有较强的疏水性,使得PMMA/SBA-15(with template)复合材料的性能要优于PMMA/MCM-41(with template).     

介孔SBA-15的形貌控制合成及负载染料后其光学性能研究

采用水热-组装法、溶剂挥发法等材料合成方法制备了不同形貌(粉末棒状、单块、薄膜)负载染料的介孔SBA-15复合材料, 并开展光学性质研究. 通过TEM, XRD, N₂吸附-脱附表征证明所合成的各种形貌SBA-15材料均具有规则有序介孔结构, 组装染料后复合材料的形貌及结构保持完整|Uv-vis, PL表征表明染料在SBA-15孔道中呈单分散状态, 负载染料后的复合材料具有发光特性.     

有序介孔二氧化硅对正丁醛的吸附性能

合成了一系列具有不同孔结构与性质的有序介孔二氧化硅材料SBA-15、MCM-41、SBA-16、KIT-6,同时通过改变水热温度制备了不同孔径大小的SBA-15,并利用小角X射线散射、透射电镜、扫描电镜和氮气吸附-脱附等手段,对其介孔结构进行了表征.以正丁醛为探针分子,考察了其对有机醛的吸附,并与Y-沸石的吸附性能做了对比.结果表明,材料的介孔比表面积与其对正丁醛的吸附量成正比,吸附等温线符合Langmuir模型,属于单层吸附,具有最大介孔比表面积的MCM-41对正丁醛的吸附量最大(484 mg·g-1).最后将SBA-15添加到卷烟滤嘴中,实验结果表明,SBA-15能显著降低卷烟烟气中巴豆醛的释放量.     

有序介孔二氧化硅对正丁醛的吸附性能

合成了一系列具有不同孔结构与性质的有序介孔二氧化硅材料SBA-15、MCM-41、SBA-16、KIT-6, 同时通过改变水热温度制备了不同孔径大小的SBA-15, 并利用小角X射线散射、透射电镜、扫描电镜和氮气吸附-脱附等手段, 对其介孔结构进行了表征. 以正丁醛为探针分子, 考察了其对有机醛的吸附, 并与Y-沸石的吸附性能做了对比. 结果表明, 材料的介孔比表面积与其对正丁醛的吸附量成正比, 吸附等温线符合Langmuir 模型, 属于单层吸附, 具有最大介孔比表面积的MCM-41对正丁醛的吸附量最大(484 mg·g^-1). 最后将SBA-15添加到卷烟滤嘴中, 实验结果表明, SBA-15能显著降低卷烟烟气中巴豆醛的释放量.     

Nafion功能化介孔催化剂上苯甲醚/苯甲酰氯酰基化反应研究

苯甲醚/苯甲酰氯的酰基化产物4-甲氧基二苯甲酮是多种精细化工产品的重要中间体. 本工作主要介绍了Nafion负载型SBA-15, SBA-16及Me-SBA-15介孔超强酸催化剂的制备及其在苯甲醚/苯甲酰氯酰基化反应中的应用. 实验结果表明, 单位时间单位Nafion活性位上的苯甲酰氯转化数高于传统HBeta沸石和硫酸氧化锆, 且载量的增加能显著提高酰基化催化性能. 甲基修饰的Me-SBA-15介孔材料明显改善了催化剂表面的疏水性能, 有效减缓了多聚芳烃副产物的生成, 反应的转化率得到大幅提高. 相对一维孔道结构的介孔SBA-15而言, 三维笼状结构的SBA-16对反应物及产物分子具有更好的扩散性能, 该结构优势由酰基化反应的高初始活性得以充分体现. 在整个反应过程中, 该类催化剂对4-甲氧基二苯甲酮具有专一的选择性.     

BiVO_4/SBA-15催化剂的制备及其光催化氧化脱硫性能

采用水热后合成法制备了BiVO_4/SBA-15催化剂,利用XRD、SEM-EDS和N2吸附-脱附等手段对其进行表征分析,并在自制的光催化反应装置中对其静态光催化氧化脱硫性能进行了研究。结果表明,BiVO_4/SBA-15催化剂具有SBA-15分子筛的介孔孔道结构,BiVO_4均匀分布在SBA-15分子筛表面。BiVO_4/SBA-15催化剂具有良好的催化氧化脱硫性能,在BiVO_4负载量为15%、水热合成时间为18 h、530℃下焙烧3 h制备的BiVO_4/SBA-15催化剂,对模拟柴油的脱硫率可达95.6%。     

金属有机框架@介孔分子筛复合材料的构建和性质

通过蒸汽诱导内部水解法(VIH)在介孔分子筛SBA-15孔壁上引入Al_2O_3,合成得到Al_2O_3@SBA-15复合物,随后与对二苯甲酸配体反应,从而制备得到金属有机框架化合物(MIL-53)与介孔分子筛(SBA-15)复合材料(MIL-53@SBA-15)。采用粉末X射线衍射(PXRD)、N_2吸附-脱附测试、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术证明成功合成了MIL-53@SBA-15复合材料。染料吸附实验结果表明,MIL-53@SBA-15复合材料相比于SBA-15、MIL-53及其物理混合样品,表现出对丁基罗丹明染料更高效吸附特性。     

介孔分子筛的酸性和水热稳定性

介孔分子筛材料在催化、吸附与分离以及化学组装制备先进材料和分子器件等方面具有潜在的应用价值.但是,由于介孔分子筛材料较低的水热稳定性和较弱的酸性,极大地影响了其在催化研究中的广泛应用.本文系统地综述了最近几年在提高介孔分子筛酸性和水热稳定性的研究工作.其中包括:(1)将超酸组份负载于介孔分子筛的孔道中以达到提高介孔分子筛材料的酸强度的目的;(2)通过在合成介孔分子筛的过程中加入无机盐和有机胺等助剂或采用合适的后处理方法以提高介孔分子筛的水热稳定性;(3)通过新型模板剂来合成具有较高水热稳定性的介孔分子筛材料;(4)利用具有沸石分子筛基本结构单元的沸石分子筛导向剂与表面活性剂自组装来合成具有强酸中心和高温水热稳定的介孔分子筛材料.     

适合SBA-15介孔材料工业化生产的改良方法

在SBA-15介孔材料100L中试和2m3工业放大合成基础上,采用多次水解合并晶化、母液循环使用和以工业正硅酸乙酯(TEOS)原料为硅源三种改良方法,提高SBA-15材料的合成效率,减少废酸水排放和降低原料成本.结果表明,母液经加热蒸除乙醇至5%和工业原料TEOS经蒸除沸点低于163oC的前馏分后使用,在有效保证合成出结构性能良好SBA-15材料的同时,可使生产效率提高1倍,分别减少50%和90%三嵌段共聚物和盐酸用量,且几乎无废水排放,最终节约SBA-15原料成本约60%.这些改良方法有利于SBA-15材料工业生产时的环境保护和成本控制,具有很高可行性.     

由沸石纳米粒子自组装制备具有高催化活性中心和水热稳定的新型介孔分子筛材料

 人们合成了一系列介孔分子筛材料，并发现它们在催化、吸附与分离以及化学组装制备先进材料和分子器件等方面具有很大的潜在应用价值．但是，介孔分子筛材料相对于微孔沸石分子筛存在着两个致命弱点：较低的水热稳定性和较不活泼的催化活性中心．这两个弱点大大地影响了介孔分子筛在催化反应中的广泛应用．本文系统地综述了最近几年利用沸石纳米粒子自组装制备具有高催化活性中心和水热稳定的介孔分子筛材料的研究进展．这包括利用硅铝沸石纳米粒子自组装制备具有强酸性和水热稳定的新型介孔硅铝分子筛材料，利用钛硅沸石纳米粒子自组装制备具有高催化氧化活性中心和水热稳定的新型钛硅介孔分子筛材料，以及利用含有不同杂原子的沸石纳米粒子自组装制备一系列水热稳定的新型介孔分子筛催化材料．