介孔分子筛SBA-15的研究进展

介孔分子筛SBA-15具有独特的物理化学性质和广阔的应用前景,成为众多研究领域的一个研究热点.本文结合我们自己的工作和国内外相关研究,较全面地介绍了近年来SBA-15的研究状况,并展望了今后的发展方向和应用前景.     

MSU-x介孔分子筛的改性研究

以脂肪醇聚氧乙烯醚为模板剂,正硅酸乙酯为Si源,分别以偏钨酸铵,硫酸铝作为W源和Al源进行改性,合成出W-MSU-x以及Al-MSU-x介孔分子筛.并且通过X射线扫描、N_2吸附-脱附、原位红外表征考察W和Al的加入对介孔分子筛的影响.结果得到,W的加入提高了分子筛的有序度,Al的加入使介孔分子筛的孔径减小,比表面积增大.     

骨架掺杂La／SBA-15介孔分子筛的合成与表征

以三嵌段共聚物P123为模板剂,正硅酸乙酯作为硅源,利用水热法,于80℃晶化合成了骨架掺杂La/SBA-15介孔分子筛,其结构经UV-Via,XRD,FT-IR,TEM和N2等温吸附-脱附法表征.结果表明,La离子直接进入了SBA-15分子筛的骨架;La/SBA-15分子筛具有规则的六方孔道结构,较高的比表面积(566.5 m2·g-1)和孔容(0.50 cm3·g-1),孔半径主要集中在1.70 nm.     

萘在介孔分子筛MCM-41与SBA-15上的吸附特性研究

对低浓度气相萘在两种常见介孔分子筛MCM-41和SBA-15上的吸附特性进行研究。得到了萘在两种吸附剂上的吸附等温线和不同初始浓度下的穿透曲线,并分别与吸附等温线模型(Langmuir、Freundlich、D-R)和恒定浓度波动力学模型进行了拟合。结果表明, Langmuir模型能很好描述低浓度气相萘的吸附等温线(R²均在99%以上);具有微孔结构的SBA-15对萘的吸附能力要优于仅具备介孔结构的MCM-41。动力学模型在初始浓度较低时能较好地预测萘在吸附剂上的穿透曲线,且在SBA-15上的相关系数高于MCM-41;萘在2.76 mol/L时具有较大介孔的SBA-15的总传质系数K_a更高,表明萘在SBA-15上的总传质阻力更低,更能较快达到传质平衡。     

Schiff碱改性法制备SBA-15型介孔分子筛负载的纳米氧化镍

基于Schiff碱功能单体的改性作用,采用共缩聚方法,制备了SBA-15型介孔分子筛负载的氧化镍纳米粒子。 采用小角X射线散射（small angle XRD）、广角X射线衍射（wide angle XRD）、紫外-可见光谱（UV-Vis）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和N2吸附-脱附测定对制得的样品进行了表征。 结果表明,制得的样品具有SBA-15型介孔分子筛典型的二维六方有序结构,NiO纳米粒子主要分布于SBA-15型介孔分子筛的孔道内。 当功能单体的含量不超过10%时,SBA-15型介孔分子筛的孔径在6~8 nm范围内;而当功能单体的含量达到15%时,SBA-15型介孔分子筛的孔道被严重堵塞,孔径降为3.8 nm。 NiO纳米粒子的尺寸随着功能单体含量的增加而增大。     

孔道型微孔和介孔分子筛的改性及超级绝热性能

在水热体系中合成了具有规则孔道结构的微孔分子筛ZSM-5和介孔分子筛MCM-41,SBA-15,MAS-5,通过改变材料表面的电性对介孔材料进行了化学修饰.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的结构、形貌进行了表征;通过氮气吸附-脱附测试了产物的比表面积,采用BJH法计算孔分布和孔容;将制得的样品压制成绝热材料后,进行导热性质测定.常温(25℃)常压下,有序介孔分子筛MCM-41的导热系数为0.038 W·m-1·K-1,具有少量微孔结构的MAS-5的导热系数为0.035W·m-1·K-1,二者均为超级绝热材料.材料经改性后,绝热性能有所提高:MCM-41的导热系数降至0.028 W·m-1·K-1,MAS-5的导热系数降至0.017 W·m-1·K-1.结合纳米介孔材料导热理论模型进行分析,发现纳米孔绝热材料的孔径越小,孔隙率越大,绝热性能好;介孔分子筛的导热系数与其孔壁厚度、孔径大小以及孔隙率有关.     

微波法直接合成Ce/SBA-15介孔分子筛

以三嵌段共聚物(P123)作为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,利用溶胶凝胶法,在微波条件下快速地将Ce金属离子直接掺杂到SBA-15介孔分子筛骨架中。通过X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶变换红外(FT-IR)、紫外可见漫反射(UV-Vis)、透射电镜(TEM)和N2的等温吸附-脱附法等手段对合成的样品进行表征。结果表明:稀土Ce金属离子以Ce3 ,Ce4 两种价态存在于SBA-15介孔分子筛中。合成的Ce/SBA-15分子筛具有规则六方孔道结构,较高的比表面积和孔容(分别为714.85 m2.g-1和0.67 cm3.g-1),其孔半径主要集中在1.8 nm。     

SBA-15介孔分子筛表面的磺酸基改性及其催化性能

 采用后合成方法，将含有巯基的化合物3－巯丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）键合在大孔径、厚孔壁的新型纯硅介孔分子筛SBA－15表面上，经氧化和酸化后得到含有强酸性的磺酸基团的固体酸催化剂SBA－15－SO3H．用X射线衍射、红外光谱、固体核磁共振及热失重等方法对改性前后的SBA－15样品进行了表征．结果表明，改性后SBA－15分子筛的结构未发生变化，MPTMS键合于分子筛的表面，改性后的分子筛具有质子酸中心．SBA－15－SO3H催化剂对十八碳烯酸与甲醇的酯化反应具有较高的活性，催化剂上的磺酸基团在反应过程中具有较好的稳定性．     

介孔分子筛SBA-15的脂肪酶固定量分析测定

利用吸附法将假丝酵母脂肪酶(candida rugosa lipase,CRL)固定在介孔分子筛SBA-15上,对比了由单波长紫外分光光度法、双波长紫外分光光度法和二辛可宁酸法(bicinchoninic acid method, BCA)法测定的酶蛋白浓度及酶蛋白固定量.结果表明: SBA-15对紫外吸收有明显干扰,单波长紫外法测定结果远大于双波长紫外法和BCA法,双波长紫外法和BCA法测定结果较接近.利用BCA法测定了不同浓度CRL在介孔分子筛上的固定量,考察了固定化酶的泄漏量.在编号分别为Lu001和LLSD1的介孔分子筛SBA-15上的载酶量分别为16.6和114.12 mg/g.在缓冲溶液中SBA-15固定化酶的泄漏率只约为0.5%,可作为良好的酶固定化载体.     

介孔分子筛增强聚双环戊二烯

分别采用介孔分子筛SBA-15原位聚合及SBA-15负载催化剂原位聚合的方法,制备聚双环戊二烯(PDCPD)/SBA-15复合材料.比较不同制备方法对PDCPD/SBA-15力学性能的影响,运用XRD、TEM、TG、SEM等研究了SBA-15的增强机理.研究结果表明,采用原位聚合的方法制备的复合材料,SBA-15孔道中...     

辅助有机胺对介孔分子筛MCM-41合成及其性质的影响

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为模板剂、硫酸铝为铝源、硅溶胶为硅源，分别使用中等链长的有机胺和正己烷作为辅助添加剂，用水热晶化法在碱性介质中合成了介孔分子筛MCM-41，通过XRD、N2吸附-脱附、SEM测试手段对得到的样品进行了对比表征分析。实验结果表明，除三乙胺外，向反应体系中加入适量的三正丙胺、三正丁基胺、三正辛胺和二异丁胺后，均能够使介孔 MCM-41的d100值和孔径增大，且具有较大的BET表面积（>1 000 m2/g）和孔容（>1 cm3/g）；加入正己烷后，也可以使得MCM-41孔径变大，但是和加入有机胺相比较，合成的样品具有较小的BET表面积（887.3 m2/g）和孔容（0.81 cm3/g）。     

丙烯腈与衣康酸的溶液共聚合

为了获得性能优越的碳纤维,聚丙烯腈（ＰＡＮ）纤维已经成为应用最广泛的前驱体之一［１］．事实表明,碳纤维的性能在很大程度上依赖于前驱体纤维的性能［１］,利用丙烯腈与少量其它单体进行共聚,可使聚合物的力学性能（机械强度、弹性、塑性等）得到明显的改善．由已报道的文章可知,与丙烯腈共聚时所采用的其它单体主要有丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酰胺、衣康酸等［２～７］,所采用的溶剂主要为二甲基甲酰胺（ＤＭＦ）．对在二甲基亚砜（ＤＭＳＯ）为溶剂中的聚合条件,并未见详细报道．本文以ＤＭＳＯ为溶剂,用偶氮二异丁…     

La(Ⅲ)-(CPA-DBC)-乳化剂OP显色体系光度法测定分子筛中镧

在1．4 mol·L-1盐酸介质中,且有非离子型表面活性剂OP的存在下,二溴氯偶氯氯膦(CPA-DBC)与镧(Ⅲ)反应生成稳定的螯合物,其吸收峰位于642 nm波长处,摩尔吸光系数(ε642)为1．06×105L·mol-1·cm-1,与相同显色反应但不加OP时相比较,其灵敏度提高了49．3％,镧(Ⅲ)浓度在0～12μg／25 mL范围内遵守比耳定律。将此方法应用于测定分子筛试样中镧含量时,测得结果的平均RSD(n=5)为2．5％,平均回收率为97．7％。     

SAPO-5分子筛中硅的取代及其性能研究

本文采用三乙胺为模板剂,用水热法合成不同含硅量的SAPO-5分子筛,并用X射线衍射、扫描电镜、电子探针分析、真空重量吸附等方法对其进行了表征,结果表明硅已进入了骨架,硅同晶非等比取代磷和铝,并且分子筛的孔道是畅通的。 用微型反应器测定了AlPO₄-5及不同量硅取代的SAPO-5分子筛上的异丙苯裂解和邻二甲苯异构化催化反应,结果表明Si引入了催化活性很低的磷酸铝骨架后使其催化活性明显增加,进一步证实了硅是同晶非等比取代磷和铝,因而使分子筛骨架带负电性。 硅进入磷酸铝分子筛骨架的SAPO-5分子筛经红外光谱实验发现不仅具有表面羟基,而且都是酸性羟基。吸附吡啶后的红外光谱结果表明SAPO-5上同时存在B酸和L酸中心,B酸中心数目随着硅含量的增加而增加。     

中孔分子筛的合成及作为FT合成催化剂载体的应用

分别用季铵盐和中性一级胺为模板剂，在水热条件下和常温常压下合成了纯Ｓｉ和含Ａｌ的中孔分子筛；用ＢＥＴ，ＸＲＤ，ＳＥＭ等手段表征了它们的孔道和骨架结构，对中孔分子筛的生成机理进行了探讨。研究发现，不同的介质，不同的模板剂以及不同的硅、铝源都可以影响产物的最终结构和稳定性。在碱性介质中用季胺盐作模板剂，用无机硅源的条件下，水热过程是形成中孔分子筛稳定晶格的必要条件。室温条件下合成中孔分子筛，体系的静电作用增强有利于产物结构的稳定。另外，本文以各种中孔分子筛作为催化剂载体担载ＺｒＯ２对ＣＯ加氢反应进行了初步研究，就产物的分布情况和ＺｒＯ２／ＺＳＭ５，ＺｒＯ２／β沸石，ＺｒＯ２／ＨＹ上作了对比。结果表明用中孔分子筛作载体的催化剂和小孔分子筛系列相比对Ｃ＝２～Ｃ＝４有较高的选择性。     

ESR研究FeAPO-5和FeSAPO-5分子筛

AlPO_(4-n)和SAPO_(-n)系列分子筛是80年代由美国联合碳化物公司(U.C.C.)首先合成的一类磷铝分子筛。杂原子Fe的引入可调变其性能,使其出现独特的吸附及催化性能。Castner等用量子力学方法分析了玻璃中Fe~(3 )的顺磁信号,g=4.30的物理意义。Mcnicol,Pott等研究了Fe~(3 )取代的NaY和NH_4Y骨架中Al的ESR谱。我们用ESR方法研究了本实验室合成出的FeAPO_(-5)和FeSAPO_(-5)分子筛。结果表明,     

含硅烷结构聚酯的合成及热性能研究

聚酯材料是一类具有优良的热力学性能、可以在很宽温度范围内使用的综合性能优异的树脂基体[1],为进一步提高聚酯材料的高温热氧化稳定性及在不影响热力学性能的基础上赋予材料一些新的特殊功能,硅烷结构引入到聚合物分子链中的杂化聚合物是聚合物合成研究的一个研究热点[2,3].     

纳米SiO2锚固光敏基团引发MMA光接枝聚合研究

对纳米SiO2进行了锚固光引发剂的表面修饰,进而引发甲基丙烯酸甲脂(MMA)光接枝聚合制备有机/无机复合粒子.纳米SiO2粒子首先用氯化亚砜进行表面氯化,再与光引发剂2-羟基-4-(2-羟基乙氧基)-2-甲基苯丙酮(Irgacure2959)反应从而锚固上光引发剂.通过紫外光引发MMA在经过修饰过的纳米SiO2表面上进行表面光接枝聚合.采用IR、TGA和TEM等方法表征了接枝前后纳米粒子的变化,证明了表面接枝物的存在,并研究了不同反应条件对单体转化率、接枝率和接枝效率的影响.研究结果表明,搅拌对接枝过程的影响比较显著.TGA结果显示未搅拌聚合时接枝率只能达到比较小的程度,而在搅拌条件下180min内MMA的接枝率可达到110%.     

衣康酸系铜离聚体引发下的甲基丙烯酸甲酯聚合反应

本文报道了衣康酸系铜离聚体引发下的甲基丙烯酸甲酯(MMA)聚合反应,对影响反应的各种因素、反应机理及反应动力学进行了研究。