“蒸汽相转化”法制备纳米晶组成的块状方钠石多级孔沸石催化材料

将实验室合成的聚苯乙烯乳胶微球（PS）加入制备方钠石（SOD）沸石的前驱体凝胶中,在45℃条件下制得干凝胶,随后采用“蒸汽相转化”法制备了大块状SOD沸石材料。对影响多级SOD沸石形成因素进行了详细讨论。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、N₂吸附-脱附和压汞技术等表征手段对制备的材料进行了详细表征。结果表明通过“蒸汽相转化”法制备的大块状SOD沸石由球状多晶聚集体构成,这些球状多晶聚集体又是由粒径为50~100 nm的初级纳米晶粒组成,在初级纳米晶粒上和纳米晶粒之间形成了2~50 nm介孔结构以及由脱除PS微球形成的50~300 nm的大孔结构。     

蒸汽相转化法原位诱导沸石化制备Y-ZSM-5双沸石复合物

针对Y型沸石在ZSM-5沸石干胶制备及晶化过程中易于溶解、坍塌的问题,采用葡萄糖在水热处理条件下对Y沸石进行包膜处理,提高了Y沸石在高温、高碱度环境中的稳定性,并采用蒸汽相转化法制备了同时含有Y和ZSM-5的双沸石复合物。对影响沸石复合物形成的因素如Y沸石表面碳包膜改性、凝胶碱度、晶化时间等进行了详细讨论。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外(FT-IR)、N2吸附-脱附,能谱(EDS)以及NH3-TPD等手段对制备的材料进行了表征。结果表明通过蒸汽相转化法能获得Y和ZSM-5两相共存的双沸石复合物,产物中的ZSM-5沸石相前驱体随蒸汽处理时间的延长逐渐从蠕虫状无定型向纳米多晶ZSM-5沸石转变,纳米多晶聚集体与Y型沸石晶粒之间紧密相连,相互包埋。在异丙苯催化裂化反应中,合成的沸石复合物的活性和稳定性介于Y和ZSM-5之间,优于对应的机械混合物。     

蒸汽相转化法原位诱导沸石化制备Y-ZSM-5双沸石复合物

针对Y型沸石在ZSM-5沸石干胶制备及晶化过程中易于溶解、坍塌的问题,采用葡萄糖在水热处理条件下对Y沸石进行包膜处理,提高了Y沸石在高温、高碱度环境中的稳定性,并采用蒸汽相转化法制备了同时含有Y和ZSM-5的双沸石复合物。对影响沸石复合物形成的因素如Y沸石表面碳包膜改性、凝胶碱度、晶化时间等进行了详细讨论。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶变换红外（FT-IR）、N₂吸附-脱附,能谱（EDS）以及NH₃-TPD等手段对制备的材料进行了表征。结果表明通过蒸汽相转化法能获得Y和ZSM-5两相共存的双沸石复合物,产物中的ZSM-5沸石相前驱体随蒸汽处理时间的延长逐渐从蠕虫状无定型向纳米多晶ZSM-5沸石转变,纳米多晶聚集体与Y型沸石晶粒之间紧密相连,相互包埋。在异丙苯催化裂化反应中,合成的沸石复合物的活性和稳定性介于Y和ZSM-5之间,优于对应的机械混合物。     

相转化法制备超滤和微滤膜的孔结构控制

综述了近期关于超滤和微滤膜孔结构控制的一些研究工作，介绍了相转化法制备聚合物膜过程中可能发生的液－液分相、固－液分相，凝胶化等相转变过程，并依此解析了超滤和微滤膜中常见的结构形态。最后从热力学与动力学两方面探讨了对超滤和微滤膜孔结构进行控制和方法。     

无溶剂热处理固相转化法简易制备沸石咪唑酯骨架材料

设计开发了一种无需溶剂,通过热处理固相转化制备沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)的简易方法.该方法无需溶剂及其它预处理,只需将金属源与有机配体固相混合后于低温(200℃)热处理即可实现多孔晶体材料的制备.所合成材料H-ZIF-67为具有方纳石拓扑结构的纳米晶体,与传统方式合成的ZIFs材料一致.粉末X射线衍射(PXRD)分析结果表明产物的晶体结构与标准ZIFs谱图一致.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N₂吸附-脱附分析、热重分析(TGA)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等手段对合成的材料进行了表征,发现H-ZIF-67材料具有与ZIFs材料类似的特性.该方法经济、高效,摒弃了传统方法合成ZIFs材料周期长、处理过程复杂的弊端,为ZIFs材料的量产提供了新思路.     

蒸汽相法硼硅MFI沸石的合成与表征

在三乙胺（Ｅｔ３Ｎ）－乙二胺（ＥＤＡ）－Ｈ２Ｏ蒸汽相中，无定形凝胶Ｎａ２Ｏ－Ｂ２Ｏ２－ＳｉＯ２－Ｈ２Ｏ晶化生成硼硅ＭＦＩ（ＺＳＭ—５）沸石．研究了硼硅ＭＦＩ沸石的适宜晶化条件，以及氯化钠、碳酸钠和磷酸钠取代氢氧化钠作为钠源的影响．晶体结构参数、１１ＢＮＭＲ、ＦＴ－ＩＲ的结果表明，由蒸汽相法合成的硼硅ＭＦＩ沸石，其硼原子进入了沸石骨架．     

后处理工艺制备多级孔Ti-BEA沸石及其环氧化催化性能

基于脱铝多级孔BEA沸石与二氯二茂钛的固相反应,开展了钛掺杂量可调的多级孔Ti-beta后处理工艺制备研究.对制备的多级孔Ti-beta样品的理化性质进行了表征,包括X射线衍射、氮气吸附脱附测试、扫描电镜、透射电镜、紫外可见吸收光谱和紫外拉曼光谱等.结果表明,多级孔BEA沸石具有较好的化学稳定性,脱铝-钛化的后处理过程未对样品多级孔结构产生明显影响. 以环己烯和十二烯的烯烃环氧化为探针反应表征了合成多级孔Ti-beta与纯相微孔Ti-beta沸石的催化性能.结果表明,在小分子环己烯的环氧化反应中,多级孔Ti-beta沸石的催化活性(转化率59.4%)与微孔Ti-beta相当(转化率57.9%);但是在较大分子十二烯的催化反应中,多级孔结构Ti-beta材料的催化性能(转化率11.1%)明显优于纯相微孔材料(转化率6.8%),且产物中环氧化物选择性更高(分别为60.3%和37.8%).     

纳米晶自组装多级孔丝光沸石合成及其优异的催化性能

由于具有独特的孔道结构、高的热稳定性及适宜的酸性,丝光沸石(MOR)被广泛应用于正构烷烃异构化、二甲苯异构化、烷基化、甲苯歧化与烷基芳烃之间的烷基转移以及二甲醚羰基化反应中.但是其单一的微孔孔道结构在催化反应中带来严重的扩散限制,导致微孔内部活性位点利用率低和容易积碳失活等问题,同时也限制了MOR在大分子催化反应中的应用.在分子筛中引入介孔或减小晶粒尺寸是克服扩散限制的有效方法,也成为目前分子筛领域的研究热点.早期的研究中主要通过水蒸气处理、酸处理或碱处理等方法来制备多级孔MOR.但是,对于富铝的MOR,通常需要通过多步处理才能引入介孔.一步法直接制备多级孔MOR是目前的研究热点和难点.虽然文献报道可以采用自制的具有随机分子量分布的阳离子聚合物为模板剂和双亲有机硅表面活性剂OS-12制备多级孔MOR,但是合成的多级孔MOR为具有较窄a-b截面的纳米纤维或纳米棒状MOR,其12元环主孔道中的扩散限制没有得到有效改善.研究者采用N,N,N',N'-四乙基-外,外-二环[2.2.2]辛-7-烯-2,3：5,6-联四氢吡咯二碘铵盐和N,N,N,N',N',N'-六乙基-1,5-戊二胺阳离子为结构导向剂或者多季铵盐表面活性剂C18H37N+(Me)2C6H12N+(Me)2CH2C6H4CH2N+(Me)(C4H7CH2OH)为封端剂合成了具有三维纳米尺寸的MOR.然而这些纳米MOR的合成使用了结构复杂、价格昂贵的模板剂或表面活性剂.因此,开发简便、经济的MOR纳米晶合成路线仍是一个巨大挑战.本文通过在凝胶中添加少量四乙基氢氧化铵(TEAOH)和商业化表面活性剂,在低温下采用一步水热法成功制备了20–50 nm颗粒自组装的多级孔MOR (MOR-M),这是多级孔MOR合成中无c轴优势生长的首例报道.采用X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电镜、透射电镜、N2物理吸附、核磁共振、热重及NH3程序升温脱附等多种表征手段对合成样品的物理化学性质进行了研究.考察了合成参数对产物形貌和孔结构的影响,发现TEAOH的加入和较低的晶化温度是合成MOR-M的关键因素,而表面活性剂的作用则是进一步抑制晶粒的过度生长.仅添加双季铵盐表面活性剂C12-2-12时得到的为c轴优势生长的纳米片状多级孔MOR.与常规MOR相比, MOR-M具有较短的扩散路径、较大的外比表面积和丰富的介孔结构,在大分子苯和苯甲醇苄基化反应中表现出较常规MOR和具有更长c轴长度的纳米片状MOR更高的活性和目标产物选择性.在二甲醚羰基化制备乙酸甲酯的反应中, MOR-M亦表现出较高的活性及抗失活性能,积碳速率显著下降.     

三维规则排列的大孔SiO2材料的制备及表征

 以聚苯乙烯微球离心后形成的三维规则排列的胶晶作模板，以正\r\n硅酸乙酯、水、乙醇和盐酸等配制的溶胶填充微球间的间隙，然后原位\r\n形成凝胶，最后通过焙烧除去微球得到三维规则排列大孔二氧化硅材料\r\n．以苯乙烯为原料，过硫酸钾为引发剂，在70℃下搅拌28h后得到含聚\r\n苯乙烯微球（直径约为600nm）的母液．将母液在900～1000r／min的转\r\n速下离心12～24h得到紧密堆积排列的胶晶．以正硅酸乙酯作为硅源，\r\n按n（Si（OEt）4）∶n（EtOH）∶n（HCl）∶n（H2O）＝1∶3．9∶0．\r\n3∶1．8制成透明的SiO2溶胶．溶胶浓度控制在0．5～1．0mol／L．滴\r\n加在胶晶上的溶胶靠毛细管的作用力填充入微球间隙．重复填充多次（\r\n一般不超过5次）．焙烧在流量为1L／min的空气中进行，升温速度控制\r\n在5℃／min以下．在300℃下恒温5h以除去聚苯乙烯微球，在570℃下焙\r\n烧5h．焙烧后的样品表面可观察到五颜六色的彩光．SEM分析结果表明\r\n，球形孔（孔径约500nm）大小均匀，排列整齐，保持了微球的紧密堆\r\n积排列结构．孔与孔之间由小孔窗相互交连，孔壁比较充实，壁厚约为\r\n130nm．     

具有多级孔的纯硅沸石材料的合成

采用表面活性剂组装沸石晶种的方法, 研究了不同浓度的非离子表面活性剂 P123 对组装的纳米Silicalite-1沸石晶粒的形貌和性质的影响. 实验发现, 在稀溶液体系中 P123 组装的沸石颗粒既在低角区呈现出介孔材料的特性, 又在高角区表现出沸石的结构特征; TEM证实纳米粒子间存在无序的蠕虫状介孔孔道.     

Synthesis of Colloidal Suspensions of Zeolite ZSM-2

Discrete colloidal particles of zeolite ZSM-2 with crystal sizes less than 100 nm, in the form of aqueous suspensions, have been synthesized in tetramethylammonium (TMA)-aluminosilicate solutions in the presence of either lithium or a combination of lithium and sodium hydroxide. The well-crystallized ZSM-2 has a specific surface area of 781 m²/g after purification and removal of the organic base by calcination. Synthesis times (t) are as short as 3 < t < 12 h and in certain cases, less than 3 h, less than those previously reported in the literature. Prolonged hydrothermal treatment of sols in the presence of sodium cations (>12 h) results in the phase transformation of ZSM-2 to the nitrogeneous edingtonite zeolite (Li,Na)-E. The synthesis of nitrogeneous (Li,Na)-E is also favored by a high TMA content in conjunction with sodium, whereas synthesis of zeolite N-A is favored by a high sodium content. Furthermore, it is shown that colloidal suspensions of TMA sodalite with crystal sizes less than 40 nm are synthesized in the absence of alkali cations.     

晶种导向下干胶法合成ZSM-5分子筛

以廉价水玻璃为硅源,在晶种替代有机模板剂的条件下采用干胶法合成了ZSM-5分子筛。利用XRD、SEM、TEM、FTIR、N_2吸附-脱附和NH_3-TPD等分析方法对合成样品进行了表征和测试,考察了合成条件对ZSM-5分子筛晶化过程的影响。结果表明,在硅铝比(n/n)为30~70,钠硅比(n/n)为0.12~0.20时都可以得到结晶度良好的ZSM-5分子筛。研究发现,干胶法合成ZSM-5,在不引入外加水的情况下也可以得到ZSM-5样品,外加水的引入能够有效地提高晶化速率;与水热法合成ZSM-5分子筛相比,干胶法可以显著地缩短晶化时间,同时,合成样品的晶体尺寸也有所减小。     

晶种导向下干胶法合成ZSM-5分子筛

以廉价水玻璃为硅源,在晶种替代有机模板剂的条件下采用干胶法合成了ZSM-5分子筛。利用XRD、SEM、TEM、FTIR、N₂吸附-脱附和NH₃-TPD等分析方法对合成样品进行了表征和测试,考察了合成条件对ZSM-5分子筛晶化过程的影响。结果表明,在硅铝比（n/n）为30~70,钠硅比（n/n）为0.12~0.20时都可以得到结晶度良好的ZSM-5分子筛。研究发现,干胶法合成ZSM-5,在不引入外加水的情况下也可以得到ZSM-5样品,外加水的引入能够有效地提高晶化速率;与水热法合成ZSM-5分子筛相比,干胶法可以显著地缩短晶化时间,同时,合成样品的晶体尺寸也有所减小。     

用分子筛修饰制备的NO传感器的电化学性能研究

采用层层组装方法(LBL),将纳米方钠石分子筛进一步修饰到经镍(Ⅱ)四磺酸基酞菁(NiTSPc)和全氟磺酸离子交联聚合物(NafionR)修饰的玻碳电极(GCE/NiTSPc/NafionR)表面上,制得一新型NO传感器GCE/NiTSPc/NafionR/(PDDA/Zeolite)5 (PDDA即聚二甲基二烯丙基氯化铵),并对其电化学性能进行了研究.结果表明,纳米方钠石分子筛修饰膜不仅可提高电极检测NO的灵敏度(由26 Ma/(mol·L-1)升至29 Ma/(mol·L-1)),还可提高电极抵抗共存物干扰的能力.Nafion修饰层可使电极对抗坏血酸、多巴胺、肾上腺素及亚硝酸钾的响应分别降低19%、0%、11%、33%,而进一步修饰纳米方钠石分子筛后,电极对上述干扰物质的响应分别降低了68%、51%、52%和39%.     

Understanding the Anion-Templated,OSDA-Free,Interzeolite Conversion Synthesis of High Silica Zeolite ZK-5**

High silica zeolite ZK-5 (framework Si/Al=4.8) has been prepared by interzeolite conversion from ultrastable zeolite Y via a co-templating route using alkali metal cations and nitrate anions but without organic structure directing agents. The mechanism, which involves zeolite framework – alkali metal cation – nitrate anion ordering, has been established by a combination of chemical and thermal analyses, Raman spectroscopy, computational modelling, and X-ray powder diffraction. Ammonium exchange gives ZK-5 with occluded ammonium nitrate and subsequent heating gives microporous zeolite ZK-5.     

干胶法合成分子筛

相对于传统的水热合成法,干胶法(dry gel conversion,DGC)合成分子筛具有产量高、废液量少等优势。本文综述了近十年来DGC合成分子筛的研究进展。以水为线索,总结了外加水和固有水(指原料干胶所含的水)在DGC中对分子筛的生长、晶相的转换与物化性质的影响,论述了在DGC条件下分子筛的生长过程和晶化机理,介绍了DGC在介孔-微孔复合分子筛、分子筛膜、单块材料等新型分子筛材料合成中的一些实例。     

蒸气促进干胶法合成硅胶负载的TS-1纳米晶

采用蒸气促进的干胶法, 在工业硅胶上原位合成出TS-1纳米晶. 先用TS-1合成液浸渍硅胶, 再于130 ℃下和水蒸气作用2 d, 得到硅胶上负载的TS-1纳米晶. 采用XRD, FTIR, UV-Vis和NMR谱以及N2吸附、 ICP、 SEM和TEM等对所得样品进行了表征. 结果表明, 将TS-1纳米晶负载在硅胶上, 其晶粒大小为20 nm左右, Ti进入了分子筛的骨架; 所得的TS-1/silica gel复合材料的比表面积为113.2 m2/g, 平均中孔孔径达到23.7 nm. 将其用于苯的羟基化反应, 以n(C6H6)/n(H2O2)=3进料, 环丁砜为溶剂, 于100 ℃下反应2 h, 苯的转化率达到8.7%, 苯酚的选择性超过99%, 苯的氧化速率(TOF)为11.37, 其催化活性明显高于传统水热合成的TS-1.