新型钴基介孔分子筛催化剂F-T合成性能和烃分布研究

采用介孔分子筛MSU－1，SBA－12和HMS为载体，制得含钴质量分数为15％的催化剂。在原料气V（H2）／V（CO）＝2．0，T＝473－513K,p=2.0MPa,GHSV=500H^-1的F－T合成条件下，反应活性依Co/HMS,Co/SBA-12,Co/MSU-1顺序降低，高碳烃（C19^ )选择性以Co/HMS最低；Co/MSU-1和Co／SBA-12催化剂介孔结构在反应中相对稳定，Co/HMS介孔结构在反应后完全塌陷。     

钯负载介孔氧化锆基复合催化材料的合成与表征

利用表面活性剂辅助模板及适当后处理工艺实现了少量贵金属氧化钯及稀土氧化铈在有序介孔氧化锆孔道中或孔道表面的均匀分散/负载. 借助XRD, TEM, EDS等分析手段进行样品结构表征; 同时针对不同催化体系探讨了丙烯催化氧化以及Heck反应的催化性能. 研究结果表明, 贵金属钯/稀土氧化铈负载的有序介孔氧化锆体系对丙烯氧化具有良好催化活性, 钯直接负载介孔氧化锆的体系具有优异的Heck反应催化选择性及较少的催化剂使用量.     

"面包圈"状高有序度大孔径介孔分子筛SBA-15的合成

介孔材料因其高度有序的大孔径、较佳的催化吸附性能、良好的电磁性质及易于剪裁而引起人们极大的兴趣[1～9].人们已相继合成了介孔氧化硅薄膜[3,10]、球[12]、空心球[4,13]和纤维[12～15]等,并设法控制中孔材料晶体外貌[3～9,15～21].最近,我们报道了利用多相组装和无机晶体(如NaCl,LiCl)作大孔结构导向剂的方法[16],合成了人造"珊瑚"状介-大孔氧化硅膜[13].Lin等[17]用共表面活性剂法在丁醇存在下合成了多组有序结构的介孔氧化硅空心球; Shio等[21]在完全溶解的硅酸钠和阳离子表面活性剂溶液中,合成了细棒状介孔氧化硅粉末.本文报道一种控制介孔材料颗粒外貌和形状的新方法,即共溶剂法,并以此法合成了高有序度、大孔径、 "面包圈"状介孔氧化硅SBA-15.这种新材料有望在微加工、催化、生物分离、电子器件的矿化、色谱载体等方面得到应用[1～9].     

表面含磺酸基的介孔分子筛SBA-15-SO3H的直接合成

 采用水热法直接合成了含磺酸基的介孔分子筛SBA－15－SO3H．XRD表征结果表明，该分子筛具有规则的、六方立柱形的中孔结构，通过酸碱滴定和XRD确定了正硅酸乙酯／有机硅的最佳合成配比为9（α＝0．1）．29SiMASNMR固体核磁结果表明，含磺酸基的有机基团Si－（CH2）3－SO3H中的硅与SBA－15骨架上的氧通过Si－O键结合，形成稳定的有机／无机组成，FT－IR谱表明：在SBA－15－SO3H表面含有质子酸中心－SO3H．N2吸附－脱附和TEM结果表明，SBA－15－SO3H具有较大的比表面积、孔容和孔径，孔大小是单一的，孔分布是高度有序的．酯化反应结果表明，与后合成法相比，直接法合成的催化剂既具有较高的稳定性，又具有简便、快捷和高效的优点．     

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．     

SBA-15介孔分子筛负载型过渡金属催化燃烧脱除乙腈废气

制备了具有规则孔道结构和较高比表面积的SBA-15介孔分子筛,采用真空旋转蒸发法将过渡金属(Cu,Co,Cr和Mn)负载到SBA-15表面,得到负载型过渡金属催化剂,并将其用于含氰废气催化燃烧的实验中,考察了其催化活性.催化剂的理化性能通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)、H2-程序升温还...     

Mn和Zr助剂对介孔碳负载钴基催化剂费托合成反应性能的影响

采用浸渍法制备了Mn和Zr改性的介孔碳负载钴基催化剂,采用X射线衍射（XRD）、比表面积测定、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、H₂/CO程序升温脱附（TPD）及X射线光电子能谱（XPS）等手段对催化剂的物化性质进行了表征,采用固定床反应器对其F-T反应性能进行了研究。结果表明,Mn或Zr助剂的添加均降低了CH₄的选择性。其中,Mn助剂的添加提高了C_2-4的选择性,提高了烯烷比,而Zr的添加提高了钴物种的分散度,增加了反应活性位点,显著提高了钴基催化剂的F-T反应活性和C₅₊选择性。     

有序介孔材料SBA-15吸附Ru(bpy)2+3修饰电极的电化学发光研究

制备了具有高比表面积且二维六方高度有序的介孔分子筛SBA-15,并采用TEM和氮气吸附实验对其结构性质进行了表征.利用静电作用将三联吡啶钌[Ru(bpy)2 3]固定到表面带负电荷的SBA-15上,并将吸附有Ru(bpy)2 3的SBA-15修饰到玻碳电极表面,研究了该固定化的Ru(bpy)2 3的电化学发光行为.结果表明,随着三丙胺(TPA)的加入,氧化电流增加而还原电流减小,表明TPA对三价吡啶钌有催化作用,同时TPA的加入显著增强了发光强度.随着扫描速率的增加,发光强度逐渐降低.SBA-15较大的孔径和开放交联的孔结构体系促进了电极表面膜内的物质扩散和电子运动扩散.该修饰电极在5.0×10-5～1.0×10-2 mol/L TPA浓度范围内,发光强度与浓度具有良好的线性关系,线性方程为y=71.7 41.2x,检出限为9.5×10-6mol/L.该电极在连续扫描下具有较好的稳定性.     

有序介孔材料SBA-15吸附Ru（bpy）3^2＋修饰电极的电化学发光研究

制备了具有高比表面积且二维六方高度有序的介孔分子筛SBA-15,并采用TEM和氮气吸附实验对其结构性质进行了表征.利用静电作用将三联吡啶钌[Ru(bpy)32 ]固定到表面带负电荷的SBA-15上,并将吸附有Ru(bpy)32 的SBA-15修饰到玻碳电极表面,研究了该固定化的Ru(bpy)32 的电化学发光行为.结果表明,随着三丙胺(TPA)的加入,氧化电流增加而还原电流减小,表明TPA对三价吡啶钌有催化作用,同时TPA的加入显著增强了发光强度.随着扫描速率的增加,发光强度逐渐降低.SBA-15较大的孔径和开放交联的孔结构体系促进了电极表面膜内的物质扩散和电子运动扩散.该修饰电极在5.0×10-5~1.0×10-2mol/LTPA浓度范围内,发光强度与浓度具有良好的线性关系,线性方程为y=71.7 41.2x,检出限为9.5×10-6mol/L.该电极在连续扫描下具有较好的稳定性.     

FexOy/SBA-15介孔分子筛的合成以及性能研究

在酸性溶液中利用溶胶凝胶-pH值控制两步法直接合成Fe_xO_y/SBA-15介孔分子筛，同时利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、小角度X射线衍射(Low-angle XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及振动样品磁强计(VSM)对制备的各种SBA-15介孔分子筛进行结构以及性能的测试、表征。结果显示Fe_xO_y均匀地分散在SBA-15的骨架中，而且会对SBA-15介孔分子筛起钉轧作用。而后着重研究了Fe_xO_y的加入对SBA-15介孔分子筛的热稳定性、催化特性以及磁学性能的影响。Fe_xO_y的引入可以增加制备的SBA-15介孔分子筛的热稳定性;Fe_xO_y的引入可以改善SBA-15介孔分子筛的催化活性，得到了开口的、石墨化程度较好的纳米碳管。Fe_xO_y的引入使SBA-15介孔分子筛具有明显的铁磁性。     

一种新的高活性CO氧化催化剂Ag/SBA-1

 以SBA-15为载体,采用后修饰法制备了Ag/SBA-15催化剂. XRD和TEM结果表明,金属Ag粒子均匀分散于SBA-15的纳米孔道中,粒子平均大小为4～5 nm. 同时,负载金属Ag纳米粒子后,载体的介孔结构仍然能很好地保持. CO催化氧化测试结果表明,Ag/SBA-15具有很高的催化活性,120 ℃时就能使CO完全氧化. 而在富H2气氛下,80 ℃时CO的转化率达到最大值(48%),此时O2的选择性为28%. 高温H2还原是活化Ag/SBA-15的必要步骤.     

Cu-Co/SBA-15催化剂的结构特征及其催化甲苯燃烧性能

 以介孔 SBA-15 分子筛为载体, 用等体积共浸渍法制备了不同 Cu/Co 比和不同 Cu-Co 含量的 Cu-Co/SBA-15 催化剂, 采用 N2 吸附-脱附、高分辨透射电镜、X 射线衍射、X 射线光电子能谱和程序升温还原等手段对催化剂进行了表征, 并在微型固定床反应器上评价了催化剂催化甲苯燃烧性能. 结果表明, 所有催化剂仍具有 SBA-15 分子筛的介孔结构, Cu 含量较低时催化剂中存在 Cu-Co-O 固溶体, Cu 含量较高时会形成 CuO. 催化剂表面的 Co 对甲苯催化燃烧有重要的作用, 催化剂中的 Cu 可以降低 Co 的还原温度, 从而有利于催化剂活性的提高. 40%(Cu0.25Co0.75)/SBA-15 催化剂具有最高的活性, 在 285 oC 时可完全催化燃烧消除甲苯.     

SBA-15负载Pd催化剂的制备及其在Heck反应中的应用研究

利用水热反应制备了表面离子液体功能化的SBA-15介孔材料,在丙酮溶液中与氯化钯反应,然后使用水合肼在乙醇中还原.测试了这种催化剂在Mizoroki-Heck反应中的催化活性.与直接负载在SBA-15上的钯催化剂相比,这种表面修饰的介孔SBA-15负载催化剂表现出更高的催化活性、可回收性和反应稳定性.氮气吸脱附实验和小角XRD衍射实验表明,在合成中,材料的介孔性能并没有被破坏.透视电镜也表征了该材料的表面形貌.最后,Mizoroki-Heck反应表明该催化剂具有很高的催化活性,且循环五次后,其催化活性降低并不明显.     

Silylated Co/SBA-15 catalysts for Fischer-Tropsch synthesis

A series of silylated Co/SBA-15 catalysts were prepared via the reaction of surface Si-OH of SBA-15 with hexamethyldisilazane (HMDS) under anhydrous, vapor-phase conditions, and then characterized by FT-IR, N₂ physisorption, TG, XRD, and TPR-MS. The results showed that organic modification led to a silylated SBA-15 surface composed of stable hydrophobic Si-(CH₃)₃ species even after calcinations and H₂ reduction at 673 K. Furthermore, the hydrophobic surface strongly influenced both metal dispersion and reducibility. Compared with non-silylated Co/SBA, Co/S-SBA (impregnation after silylation) showed a high activity, due to the better cobalt reducibility on the hydrophobic support. However, S-Co/SBA (silylation after impregnation) had the lowest FT activity among all the catalysts, due to the lower cobalt reducibility along with the steric hindrance of grafted -Si(CH₃)₃ for the re-adsorption of α-olefins.     

12-Tungstophosphates I-mmobilized on Chemically Modified Mesoporous Silica SBA-15

A functionalized material. PW/SBA-15m, was prepared successfully in diluted H2SO4 aqueous solutions by immobilizing 12-tungstophosphates on chemically modified mesoporous silica SBA-15 and characterized by elemental analysis, FTIR, ^31p MAS NMR, XRD and TEM. The results indicate that the framework of SBA-15 and the Keggin structure of PW12O40^3- were retained, and that 23%-33% (mass fraction) of PW12O40^3- wasimmobilized; the PW12O40^3- anions were finely dispersed on the pore wall of SBA-15. Having been leached in ethanol at 60 ℃ for 7 h, the loss of PW12O40^3- anions was not found.     

Pt／SBA-15、Pt／SBA-16催化剂的合成、表征及甲烷催化燃烧性能

以Na2SiO3.9H2O为硅源,H2PtCl6为铂源,水热法一步合成了Pt质量分数约1%的Pt/SBA-15和Pt/SBA-16催化剂.采用XRF、XRD、HRTEM等方法对样品进行了表征.在微型固定床反应器中考察了催化剂的甲烷催化燃烧性能.结果表明:合成的Pt/SBA-15和Pt/SBA-16样品分别具有SBA-15和SBA-16的高度有序的介孔结构;通过这种简便、低成本的方法可将Pt颗粒高分散地引入到样品的孔道内;催化剂表现出了较好的甲烷催化燃烧性能,在常压、原料气为含3.5%CH4的空气和GHSV=6000mL/(gcat.h)的反应条件下,在大约580℃下甲烷即可完全转化.     

SBA-15负载金属[Co(Ⅱ),Zn(Ⅱ)]酞菁催化剂的制备及其催化氧化性能

以1,8-二氮杂双环[5,4,0]十一碳烯-7为催化剂,4,5-二丁氧基邻苯二甲腈为原料,用液相法合成了两种金属酞菁配合物——β-八(丁氧基)酞菁钴(1)和β-八(丁氧基)酞菁锌(2),其结构经UV-Vis和IR表征。采用浸渍法将1和2分别负载到有序介孔分子筛SBA-15上制得SBA-15负载金属酞菁催化剂SBA1-15和SBA2-15。以0.1 mol.L-1亚硫酸钠的氧化反应为探针反应,研究了常温常压、氧气气氛下,SBA1-15和SBA2-15的催化氧化活性,并考察了SBA1-15的用量对其催化活性的影响及重复利用性。结果表明,两种催化剂均具有良好的催化性能,在用量相同时,SBA1-15的催化氧化性能优于SBA2-15;SBA1-15的质量为溶液质量的0.16‰时,催化活性最佳,且可以重复使用。     

镧助剂对模拟生物沼气重整制备合成气中Ni/SBA-15催化剂结构和性能的影响

以介孔分子筛SBA-15为载体, 采用浸渍法制备了镍质量分数(w)为12.5%, 并且分别添加质量分数(w)为2.5%的镧、铈、镁、钙、锶等助剂的系列Ni基催化剂. 以CH4/CO2体积比为2:1的模拟生物沼气和适量氧气作为原料气, 在常压固定床反应器上评价了催化剂对模拟生物沼气重整制合成气的反应性能. 采用X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附/脱附、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及H2程序升温还原(H2-TPR)等对催化剂的结构进行了表征. 催化活性评价显示, 添加镧助剂的2.5%La/12.5%Ni/SBA-15催化剂比添加铈、镁、钙、锶等助剂的催化剂具有更高的催化活性, 并且具有很好的稳定性. 因此, 文中着重研究了镧助剂对催化剂结构和模拟生物沼气重整制合成气的反应性能的影响. 结果表明, 镧能明显提高Ni/SBA-15催化剂的表面镍含量, 同时还具有很好的抗积炭作用, 在850 ℃的温度下反应820 h没有发现积炭生成, 这些可能是提高催化剂性能和稳定性的重要因素.     

In/SBA-15催化剂的一步法制备及其在水介质中Barbier反应中的应用

采用金属In的石蜡溶液浸渍载体, 一步法制备具有介孔结构的In/SBA-15催化剂. 在水介质中苯甲醛与烯丙基溴的Barbier反应中, 发现负载量为w(In)＝13%的In/SBA-15的催化活性显著高于金属In颗粒催化剂, 而选择性相似, 目标产物1-苯基-3-丁烯基-1-醇的得率可达89.2%. In/SBA-15的高活性主要归因于In活性位在SBA-15上的高分散, 以及规整的介孔结构有利于反应物分子的扩散. 同时, 金属In与SBA-15间较强的相互作用也可稳定In活性位, 显示出良好的应用潜力.