硅烷化对Ti/HMS分子筛催化性能的影响

分别用水热法和气相沉积法制备了Ti/HMS分子筛,采用三甲基氯硅烷(TMCS)和六甲基二硅氮烷(HMDSZ)对Ti/HMS样品进行了气相硅烷化,并用X射线衍射、N2吸附、红外光谱、29Si核磁共振和紫外-可见光谱对样品进行了表征.丙烯环氧化反应的测定结果表明,硅烷化可显著提高环氧化催化活性.水热法制备的Ti/HMS经HMDSZ硅烷化后的催化活性比经TMCS硅烷化后的稍高;气相沉积法制备的Ti/HMS经HMDSZ硅烷化后的催化活性远高于经TMCS硅烷化后的催化活性.这是由于TMCS不但能与分子筛表面的硅羟基反应,而且能破坏分子筛骨架中的Si-O-Ti甚至Si-O-Si键,形成新的羟基,导致样品的亲水性较强,同时还能对气相沉积法制备的Ti/HMS中的四配位骨架钛产生破坏作用.     

化学气相沉积法制备Ti/HMS催化剂及甲基接枝改性

用化学气相沉积法制备了Ti/HMS介孔分子筛催化剂, 并对其进行甲基接枝改性. 用XRD、N2-吸附、ICP-AES、FTIR, UV-vis和29Si CP/MAS NMR等手段对样品进行了表征, 考察了催化剂的丙烯环氧化性能. 结果表明: 气相沉积法载钛和接枝改性减小了HMS分子筛表面的孔径和比表面, 但是分子筛的介孔特征仍然保持; 随着沉积时间的增加(0.5～2 h), 催化剂的钛含量逐渐增加, 催化活性也随之增加, 但当沉积时间超过2 h后, 钛含量和催化活性均保持不变; 接枝改性后催化剂的环氧化活性和选择性均显著提高; 气相沉积法合成Ti/HMS比水热法合成Ti-HMS具有更高的环氧化催化活性.     

含Ti的HMS介孔材料催化剂及其对丙烯环氧化催化性能的研究

分别用水热合成法和气相四氯化钛(TiCl4)接枝法制备了Ti-HMS和Ti/HMS催化剂.表征结果表明,经过气相TiCl4接枝后的样品依然保持HMS(Hexagonal Mesoporous Silica,缩写为HMS)介孔材料特征,钛(Ti)物种主要以四配位的活性位形式存在.经过甲基接枝处理的催化材料,增加了表面的疏水性.丙烯环氧化反应结果表明,SN-Ti/HMS具有更高的催化性能.在2 500 h的稳定试验中,过氧化氢异丙苯(CHP)转化率大于99.0%,环氧丙烷(PO)选择性大于96.0%.研究和优化了环氧化反应工艺条件.采用浓度为30%的CHP为原料,CHP重量空速为1.0 h-1,床层温度为100℃,反应压力为3.0 MPa.     

中孔载体上组装Ti催化活性中心的研究Ⅴ.含羟基和含氨基HMS中孔载体上键合钛配合物

首次研究了含羟基的HMS(c)和含十四胺模板剂的HMS(u)以及用3-氨丙基三乙氧基硅烷改性的HMS(m)三种中孔载体与Ti(OiPr)4的交换反应规律,发现载体表面官能团对交换反应有明显影响.对HMS(c), 在低温交换下可获得更高的钛交换量,提高交换温度钛交换量反而下降; 对HMS(u)和HMS(m), 则是随交换温度的升高,钛交换量增加.这表明含羟基的载体比含氨基的载体更易与Ti(OiPr)4交换,交换温度会影响Ti(OiPr)4与HMS(c)表面羟基作用的数目,对含氨基载体则无此影响.苯乙烯环氧化结果表明,用HMS(c)组装的钛催化剂氧化活性最高,以HMS(u)组装的钛催化剂环氧化选择性最好.氨基和酒石酸二乙酯(DET)配体对钛活性中心的调变作用会造成其活性下降,而选择性上升.     

介孔材料在烯烃环氧化中的催化应用

本文综述了介孔材料在烯烃环氧化反应中的应用,包括材料的制备方法、催化性能以及活性中心的表征。通过硅钛原子的合理匹配可以达到四配位钛的高度分散,从而提高催化活性。硅烷化处理增加材料表面的疏水性,能够大幅度提高活性和选择性。通过多种谱学和分子模拟等手段可表征骨架钛及其配位情况。     

介孔材料在烯烃环氧化中的催化应用

本文综述了介孔材料在烯烃环氧化反应中的应用,包括材料的制备方法、催化性能以及活性中心的表征。通过硅钛原子的合理匹配可以达到四配位钛的高度分散,从而提高催化活性。硅烷化处理增加材料表面的疏水性,能够大幅度提高活性和选择性。通过多种谱学和分子模拟等手段可表征骨架钛及其配位情况。     

介孔材料在烯烃环氧化中的催化应用

本文综述了介孔材料在烯烃环氧化反应中的应用,包括材料的制备方法、催化性能以及活性中心的表征.通过硅钛原子的合理匹配可以达到四配位钛的高度分散,从而提高催化活性.硅烷化处理增加材料表面的疏水性,能够大幅度提高活性和选择性.通过多种谱学和分子模拟等手段可表征骨架钛及其配位情况.     

四配位Ti掺杂有机杂化介孔分子筛的直接合成与表征

以三嵌段共聚物P123为模板剂,NaCl为助剂,1,2-二(三乙氧基甲硅烷基)乙烷为硅源,在水热合成过程中引入钛源,原位一步合成了四配位Ti掺杂在骨架内的SBA-15型有机杂化介孔分子筛(Ti-PMO).利用小角X射线衍射、透射电子显微镜以及低温N2物理吸附等手段表征了Ti-PMO的晶体结构和织构性能,并利用紫外-可见漫反射光谱考察了钛源种类、钛源预水解时间、溶液酸性以及Si/Ti摩尔比对Ti存在形态的影响.研究结果表明,通过精确调控Ti-PMO的合成条件,可使钛源水解产生的低聚中间体与硅源水解产生的低聚中间体充分接触并发生共缩聚,引入的Ti原子能够最终随着水解的氧化硅物种自组装生成有序介孔结构的SBA-15型分子筛,并以四配位形式均匀分布于PMO骨架中.以Cl2TiCp2为钛源,盐酸浓度为0.18mol/L时,钛源预水解6h后加入硅源,在Si/Ti摩尔比大于20时可以得到骨架内四配位Ti掺杂的高度有序介孔结构有机杂化分子筛,其具有良好的热稳定性及水热稳定性.     

介孔分子筛的表面硅烷化与疏水性

介孔分子筛的表面硅烷化与疏水性;介孔分子筛;有机硅烷化;疏水性;抗水解稳定性;废水处理     

钛硅介孔分子筛

综述了钛硅介孔分子筛的合成、表征及其应用研究进展.评述了钛硅介孔分子筛的合成方法与合成条件对分子筛结构性能、钛物种的配位状态和催化性能的影响.介绍了鉴定钛硅介孔分子筛内骨架钛原子的多种波谱学方法以及钛硅介孔分子筛在选择氧化、光催化、酸催化反应中的应用,并指出钛硅介孔分子筛是一种非常有应用前景的环境友好的多相催化剂.     

Comparative Study of Titanium-modified HMS Mesoporous Materials via Different Preparing Methods

The current work is focused on the testing of titanium modified hexagonal mesoporous silica (HMS) for catalysts in epoxidation of cyclohexene. Two samples were prepared via the chemical liquid deposition (CLD) and the chemical vapor deposition (CVD), namely Ti/HMS-L and Ti/HMS-V, respectively. HMS and Ti/HMS were characterized by XRD, N₂-adsorption, ICP-AES, UV-Vis. The samples were also evaluated by the epoxidation of cyclohexene with cumene hydroperoxide (CHP) as oxidant. It is revealed that Ti/HMS samples possess typical hexagonal mesoporous structure in which most of titanium species exist in the form of framework tetracoordinated state. Meanwhile, Ti/HMS-V is more seriously affected than Ti/HMS-L since the former was prepared at higher temperature. Ti/HMS-V gives more excellent catalytic performance than Ti/HMS-L, which is likely because the former has more isolated and framework titanium species. Either Ti/HMS-V or Ti/HMS-L can be used only 1 time in epoxidation experiment.     

Ti-HMS介孔分子筛的制备及其在一氧化氮催化分解反应中的活性

 在常温下制备了具有不同钛含量的大比表面积和孔体积的介孔分子筛HMS．XRD谱表明,这些Ti－HMS样品呈现出很好的六方晶形．经焙烧后,Ti－HMS样品的UV吸收光谱和XAFS谱结果表明,在Ti－HMS（1）和Ti－HMS（2）骨架中的钛离子以四配位存在,而在Ti－HMS（10）中至少有部分钛是以六配位存在．在NO存在的情况下,在273K下光催化剂Ti－HMS受紫外光照射后,导致NO分解生成N2,O2和N2O．实验结果表明,具有高分散四配位钛的Ti－HMS（1）使NO以高效率、高选择性分解生成N2和O2;随着钛含量的增加,其光催化活性反而降低．     

用于丙烯环氧化的 Ti/HMS 催化剂的失活与再生

 研究了以异丙苯过氧化氢为氧化剂选择氧化丙烯制环氧丙烷的 Ti/HMS 催化剂的失活原因. 采用 XRD (X 射线衍射), FT-IR (傅里叶变换红外光谱), UV-Vis (紫外-可见光谱) 和 TG (热重分析) 等技术表征了催化剂失活前后的结构和化学组成. 结果表明, 催化剂的失活主要是由于反应过程中所产生的重组分在催化剂表面吸附, 覆盖了活性中心所致; 并不是由于四配位的活性钛物种转化为六配位、八配位或者锐钛矿 TiO2 所致. 采用热异丙苯溶剂洗涤的方法可以部分恢复失活催化剂的活性, 但不能恢复到新鲜催化剂的水平; 采用低温烧炭方法能够使催化剂的活性恢复到新鲜催化剂的水平. 因此, Ti/HMS 催化剂的失活是可逆的, 采用合适的再生方法可以恢复其催化活性.     

中孔载体上组装Ti催化活性中心的研究Ⅰ—钛配合物在中孔HMS载体上的组装

利用六角中孔硅载体（记为ＨＭＳ）上丰富的表面羟基与钛酸异丙酯、四氯化钛的交换反应,实现了钛配合物在载体上的组装。ＦＴ－ＩＲ表征表明载体与钛化合物的键合作用会使样品出现一个新的９６０ｃｍ＾－１带,该带可归属于与钛化合物键合的Ｓｉ－ＯＨ振动带;交换温度会明显影响钛化合物与载体羟基的交换反应模式;酒石酸二乙酯（ＤＥＴ）被键合后其Ｃ＝０带没有明显位移证明ＤＥＴ是以其ＯＨ与键合在载体上的钛化合物发生键合作用     

中孔载体上组装Ti催化活性中心的研究：Ⅲ.中孔分子筛与钛化合物键 …

ＦＴ－ＩＲ表征了中孔分子筛（ＨＭＳ）载体与钛酸异丙酯,四氯化钛、酒石酸的键合作用,这种键合作用均会诱导载体的硅氧四面体发生弱的畸变,而在９６０ｃｍ＾－１附近出现吸收谱带,键合温度、溶剂以及钛源均会影响谱带的位置和强度。是的钛负载量与该谱带强度成正比。催化苯乙烯环氧化结果表明,键合温度、钛源、钛中心配位环境对键合催人 和环氧化选择性均有较大的影响。     

HMS和NaY固载酒石酸钛配合物的研究

利用化学键合和“瓶中造船”方法,成功地将酒石酸钛配合物接枝到HMS(heragonal mesoporous silicas)上或包络合于微孔NaY内.FT-IR表征表明酒石酸钛在HMS上是通过与载体表面羟基发生交换作用而被固载的;在NaY载体上则是通过包络合被封装在载体的超笼内.UV-Vis可见漫反射表征表明两类固载型催化剂有着相似的钛配位环境.在催化肉桂醇环氧化反应中,HMS键合型催化剂的反应转化率比NaY包络型催化剂的高;但后者在环氧化选择性上要高于前者.回收样品的重复使用实验结果表明,两类固载型催化剂在重复使用过程中均存在不同程度的失活.     

载钛中孔二氧化硅分子筛的光催化性能研究

分别 以单一 Ｔｉ Ｏ２ 纳米粒 子及不 同 Ｔｉ Ｏ２ 覆 盖率的中 孔分 子筛（ Ｔｉ Ｏ２／ Ｈ Ｍ Ｓ） 和微 孔分 子筛（ Ｔｉ Ｏ２／ Ｎａ Ｙ） 为光催 化剂,以２ ,４ ,６三氯苯 酚（ Ｔ Ｃ Ｐ） 为 降解对象 ,考察了 两类分子 筛担 载 Ｔｉ Ｏ２ 的光催化性 能． 结 果表明 ： 在钛 含量相 同的 条 件下 , Ｔｉ Ｏ２／ Ｈ Ｍ Ｓ 的光 催 化活 性 高于 Ｔｉ Ｏ２／ Ｎａ Ｙ 和 单一 Ｔｉ Ｏ２ 的光催 化活性; Ｔｉ Ｏ２ 负载量 较低时 , Ｔｉ Ｏ２／ Ｈ Ｍ Ｓ 即可 显示 有高 的光 催化 活性, 且其 光催 化活性随着 中孔分 子筛孔径 的增大而 升高     

热重-差示扫描量热法研究金属铝盐与载体的相互作用

通过浸渍法将相同负载量的不同类型的金属铝盐负载在介孔分子筛HMS内外表面,用热重-差示扫描量热(TG-DSC)法研究了金属铝盐热性质的变化。将负载型金属铝盐干燥、焙烧,得到负载型催化剂Al2O3/HMS样品,用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附等手段对样品进行了介孔结构表征,并初步考察了催化剂上烷基化反应的活性。实验结果表明:负载金属盐的起始分解温度均高于金属盐,证明了金属盐与载体之间有相互作用。Al2O3/HMS催化剂在对苯二酚烷基化反应中表现出不同的催化活性。这种催化活性的高低与催化剂比表面积、孔容的大小没有相应的顺变关系,与负载金属盐与载体的相互作用有关,相互作用越弱,催化剂在烷基化反应中表现出的催化活性越高。