Ti—MCM—41催化剂的表面性质及介质极性对苯羟化合物化学选择性的影响

用不同的铝源改性Ti-MCM-41催化剂，得到了具有长程有序结构、n(Si)/n(Ti)=25的不同Si/Al比的改性Ti-MCM-41。通过研究芳烃羟化反应随催化剂表面性质的变化规律发现，调节催化剂的表面性质，可控制反应物苯及目的产物苯酚与Al-Ti-MCM-41催化活性中心接近的程度，从而可实现对芳烃羟化反应化学选择性的控制。介质极性对芳烃的化学亲和选择性也有影响。只有富含供水电子氧原子且极性大于苯的介质才有利于芳烃的羟化反应。     

Ti—MCM—41的结构特征与芳烃羟化反应的化学亲和选择性

以不同硅源合成了Si/Ti比不同的Si-Ti－MCM－41,并在引入Ti的同时引入Al,合成了Si/Al比不同的Si-Ti-Al-MCM-41。XRD、TEM、低温N2吸附的表征结果说明,Ti-MCM-41具有长程有序一维孔道,且比表面积较高,FT－IR光谱表征说明,Ti对骨架Si的取代使MCM－41表面出现缺陷羟基。Al的引入有利于Ti-MCM-41有序结构的形成。且可调变Ti-MCM-41的表面性质。Ti-MCM-41在不同极性芳烃化合物的羟化过程中表现出化学亲和选择性,且调变Ti-MCM-41的表面性质可实现对化学亲和选择性的控制。     

Ti接枝MCM-41催化剂的结构设计及化学亲和选择性研究

 用二氯化钛茂作为活性物种的来源，利用Si－MCM－41催化剂表面羟基的反应性，得到了Ti接枝MCM－41催化剂的两种结构模型．结构表征结果表明，Ti接枝MCM－41催化剂不仅长程结构好，孔径分布均一，而且催化剂表面活性中心含量高．两种结构模型催化剂上芳烃羟化反应性能表明，Ti接枝MCM－41催化剂表面的亲水／憎水性可以在较宽的范围内调变，从而可实现控制芳烃羟化的化学亲和选择性．另外，研究结果还表明，Ti接枝MCM－41催化剂具有很好的活性稳定性．     

单金属双中心Ti-MCM-41分子筛催化剂的光催化性能

 制备了单金属双中心Ti－MCM－41分子筛催化剂，通过XRD、低温N2吸附－脱附、XPS及原子吸收光谱等对催化剂进行了表征．结果表明，单金属双中心Ti－MCM－41分子筛催化剂具有良好的长程有序结构和孔结构，其比表面积大于1000m2／g，孔径分布窄，最可几孔径为2．7nm；Ti的电子结合能为458．6eV，介于骨架Ti（选择性氧化活性中心）和非骨架Ti（光催化活性中心）之间．以H2O2和·OH的生成量为基准，考察了Ti－MCM－41对苯羟化反应的催化性能随光照时间、催化剂用量、加水量、反应温度和空气流速等条件的变化，得出了光催化反应的最佳条件．在无外加氧化剂的情况下，单金属双中心Ti－MCM－41上苯的转化率为0．2％，表明其确实具有一定的光催化性能，可实现光催化－选择性氧化的反应－反应耦合．与骨架取代Ti－MCM－41和MCM－41负载TiO2催化剂相比，单金属双中心Ti－MCM－41的催化活性最高．这主要是由于它既具有光催化活性中心，又具有选择性氧化活性中心．     

Ti接枝KIT-1对苯羟化反应的化学亲和选择性及化学稳定性研究

以合成后表面接枝的方式制备了长程结构和孔结构均较好的Ti接枝KIT-1催化 剂,将其用于苯羟化反应,研究了Ti接枝KIT-1催化剂的苯羟化学性能和稳定性, 结果发现：Ti接枝KIT-1催化剂对苯羟化过程表现出化学亲和选择性,即使在过氧 化氢过量的条件下,也可避免深度氧化的进行;Ti接枝KIT-1催化剂在苯羟化过程 中表现出较好的结构稳定性。     

钛钨改性HMS的合成及催化氧化苯甲醇合成苯甲醛

通过改变硅钛摩尔比和硅钨摩尔比合成了Ti-HMS和Ti/W-HMS型分子筛,并进行了NH3-TPD测试分析. 结果表明,当n(Si)∶ n(Ti)=30∶ 1、n(Si)∶ n(W)=400∶ 1时,分子筛的酸量最大. 利用上述不同HMS为催化剂,ω(H2O2)=30%的H2O2水溶液为氧化剂,在无有机溶剂及相转移催化剂条件下,氧化苯甲醇制备苯甲醛. 结果表明,Ti/W-HMS可选择性氧化苯甲醇制备苯甲醛;催化剂的酸量和酸强度越大,越有利于提高催化活性和选择性. 利用Ti(30)/W(400)-HMS为催化剂,当n(醇)∶ n(H2O2)=1∶ 2、ω(催化剂)=4%、反应时间为5 h时,苯甲醇的转化率和苯甲醛的选择性分别为72.6%、96.9%. 催化剂重复使用4次后,苯甲醇的转化率和苯甲醛的选择性分别为63.2%、89.1%.     

CrOx/SiO2催化剂对C10+芳烃加氢脱烷基反应的催化性能

 采用等体积浸渍法制备了一系列不同组成的CrOx/SiO2催化剂样品,并用XRD,FT-IR,UV-Vis,TPR和N2吸附等技术对催化剂样品进行了表征,考察了催化剂对C10+重芳烃加氢脱烷基反应的催化性能. 结果表明,CrOx/SiO2催化剂对C10+重芳烃加氢脱烷基反应的催化性能与催化剂的表面结构有关,脱烷基活性主要来自载体表面的CrOx物种. 当催化剂中n(Cr)/n(Si)=1%～2%时,CrOx在SiO2表面达到单层分散; 当n(Cr)/n(Si)=2%～20%时,表面CrOx物种含量的变化不大,催化剂的活性及选择性基本不变.     

过渡金属改性MCM-41的结构及对苯催化氧化的研究

制备了Ti,Fe,Cr,Ni改性的MCM-41,采用XRD、低温N₂吸附及TPD手段研究了改性MCM-41的结构特征和表面性质.过渡金属可同品取代骨架Si,同品取代的能力与过渡金属离子半径有关.过渡金属改性MCM-41均具有较好的长程有序结构、均一的孔径分布和较高的比表面积.引入不同的过渡金属可以改变MCM-41表面酸性和亲水/憎水性.考察了改性MCM-41对苯氧化的催化性能.     

正辛烷在Pt/SAPO-41上的加氢异构化反应

 在醇-水混合溶剂体系中,以二正丙胺为模板剂,以二氧化硅、异丙醇铝和磷酸分别为硅、铝和磷源,合成了纯相SAPO-41分子筛,其元素组成为n(Al)∶n(P)∶n(Si)=47.0∶44.8∶8.1. 通过浸渍法制备成0.5%Pt/SAPO-41催化剂,并在连续微型固定床反应装置上考察了其对正辛烷加氢异构化反应的催化性能. 结果表,Pt/SAPO-41催化剂具有较高的活性但较低的异构化选择性; 不同分子筛催化剂上反应产物中二甲基己烷/甲基庚烷的比值不同,其大小顺序为Pt/SAPO-31＞Pt/SAPO-41＞Pt/SAPO-11.     

混合超分子液晶模板法合成六方介孔相含钛氧化硅

采用混合十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）与不同碳链的脂肪胺（CnNH2n＋3, n=8,10,12,14,16）作模板,在四甲基氢氧化胺为碱源的条件下,合成了具有六方介孔结构的含钛氧化硅Ti MCM 41分子筛材料. XRD和TEM测试表明所合成材料具有高度的长程有序结构,样品的N2吸附/脱附等温线表明,高度有序的Ti MCM 41材料展示了毛细凝聚的陡峭台阶和狭窄的介孔孔径分布.对反应物配比中Ti/Si比、脂肪胺碳链长度n对六方介孔相结构的影响进行了研究,实验发现当Ti/Si< 0.15和n< 16时,均可获得具有六方介孔结构的含钛氧化硅Ti MCM 41;而当Ti/Si≥0.15或n >16时,产物将分别发生从六方向无定形态或从六方向层状介孔相结构的转移,从混合表面活性剂的堆积参数对这种相转移现象进行了分析.     

BO3－3／Mo－MCM－41的制备及其对2－甲氧基萘乙酰化反应的催化性能

 制备了Mo－MCM－41中孔分子筛，并将BO3－3引入到分子筛中制得BO3－3／Mo－MCM－41催化剂．采用XRD，FT－IR，ESR，BET和NH3－TPD对分子筛催化剂的结构及酸强度进行了表征．结果表明，Mo－MCM－41和BO3－3／Mo－MCM－41具有中孔分子筛的特征，有良好的长程有序 性和结晶度；但Mo并未进入分子筛骨架内部而是在分子筛表面以MoO2的形式存在；BO3－3附着于Mo－MCM－41分子筛上形成强酸中心．将BO3－3／Mo－MCM－41用于催化2－甲氧基萘乙酰化反应，考察了催化剂用量、Si／Mo比及BO3－3的引入方式对该反应性能的影响，发现BO3－3／Mo－MCM－41对2－甲氧基萘乙酰化反应具有良好的催化性能．     

高度隔离过渡金属催化剂及其烯烃环氧化研究

 介绍了过渡金属杂原子分子筛的骨架杂原子表征、用离子注入法和化学嫁接法制备高度隔离过渡金属催化剂及其催化烯烃环氧化研究的结果．基于共振拉曼原理,用紫外共振拉曼光谱明确鉴别了TS－1,Fe－ZSM－5和V－MCM－41等分子筛中的骨架杂原子．用离子注入法和化学嫁接法制得具有高度隔离过渡金属离子的非杂原子分子筛催化剂．烯烃环氧化反应结果表明,所制得的催化剂显示出优良的催化性能．     

Heck and oxidative boron Heck reactions employing Pd(II) supported amphiphilized polyethyleneimine‐functionalized MCM‐41 (MCM‐41@aPEI‐Pd) as an efficient and recyclable nanocatalyst

A novel nanocatalyst was developed based on covalent surface functionalization of MCM‐41 with polyethyleneimine (PEI) using [3‐(2,3‐Epoxypropoxy)propyl] trimethoxysilane (EPO) as a cross‐linker. Amine functional groups on the surface of MCM‐41 were then conjugated with iodododecane to render an amphiphilic property to the catalyst. Palladium (II) was finally immobilized onto the MCM‐41@PEI‐dodecane and the resulted MCM‐41@aPEI‐Pd nanocatalyst was characterized by FT‐IR, TEM, ICP‐AES and XPS. Our designed nanocatalyst with a distinguished core‐shell structure and Pd²⁺ ions as catalytic centers was explored as an efficient and recyclable catalyst for Heck and oxidative boron Heck coupling reactions. In Heck coupling reaction, the catalytic activity of MCM‐41@aPEI‐Pd in the presence of triethylamine as base led to very high yields and selectivity. Meanwhile, the MCM‐41@aPEI‐Pd as the first semi‐heterogeneous palladium catalyst was examined in the C‐4 regioselective arylation of coumarin via the direct C‐H activation and the moderate to excellent yields were obtained toward different functional groups. Leaching test indicated the high stability of palladium on the surface of MCM‐41@aPEI‐Pd as it could be recycled for several runs without significant loss of its catalytic activity.     

Preparation of Fe@Cu‐BDC and its catalytic performance for benzene hydroxylation

Novel Fe@Cu‐BDC catalysts were synthesized by adsorbing various contents of Fe ions on the surface and into the channels of Cu‐BDC support through an in situ method under ultrasonication. The structure of the catalysts was characterized using X‐ray diffraction, scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, energy‐dispersive X‐ray spectrometry, X‐ray photoelectron spectroscopy and thermogravimetric analysis. The catalytic activity of catalysts for benzene hydroxylation was evaluated. The results showed that the Fe@Cu‐BDC catalysts had favorable catalytic activity for benzene hydroxylation. The yield of products can reach ca 37% and the selectivity of phenol can reach ca 62% over the 6% Fe@Cu‐BDC catalyst at 60°C in a reaction time of 75 min. Furthermore, the contents of Fe and solvent played a key role in benzene hydroxylation. After the reaction, the catalyst could be easily separated from the reaction mixture by centrifugation and reused for five times without significant decrease in activity.     

Zr-FSM-16中孔分子筛的合成及其对苯羟基化的催化性能

 以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为模板剂,合成出Zr-FSM-16中孔分子筛,并采用XRD,IR和BET等对分子筛进行了表征. 考察了Zr掺杂量和pH值等因素对分子筛结构的影响,并考察了合成出的Zr-FSM-16分子筛对苯羟基化反应的催化性能. 结果表明,Zr能有效地嵌入FSM-16的骨架之中,但Zr的嵌入对分子筛中孔结构的形成具有一定的不利影响,随着Zr嵌入量的增加,分子筛的长程有序度会下降; pH值对分子筛中孔结构的形成也具有十分显著的影响,在n(Si)/n(Zr)=40的条件下, pH＜12.5时,有序度随着pH值的升高而升高,pH＞12.5时则相反. 一般在n(Si)/n(Zr)＞40时,催化剂均能保持较好的六方晶体结构和较大的比表面积; n(Si)/n(Zr)＜20时,则较难形成中孔结构. Zr-FSM-16对于苯的羟基化反应具有良好的催化性能,催化活性和选择性均随Zr嵌入量的增加而升高,n(Si)/n(Zr)=40时,苯酚的选择性可达65%以上.     

Cu－Al－MCM－41的Si／Al比对贫燃条件下NO选择性催化还原的影响

 采用连续流动固定床石英反应器，在反应气体为0．1％NO，0．1％C3H6，2％O2，流量为500ml／min以及催化剂装量为0．1g的条件下，考察了Cu－Al－MCM－41的Si／Al比值对贫燃条件下NO选择性还原活性的影响．结果表明，当Cu交换度低于100％时，随Si／Al比值的增加，NO的最大转化率增加．TPD和TPR的研究结果表明，不同的Si／Al比值，改变了Cu在分子筛结构中的化学微环境，使活性中心Cu2＋的浓度和性质发生变化，从而影响其对NO的转化效率．