MgO/SBA-15固体碱介孔材料的研制

结合浸渍和微波辐射技术，分别采用浸渍、浸渍-微波、微波辐射等方法将醋酸镁高分散在SBA-15上而成为MgO改性介孔固体碱材料。结果显示：使用不同负载方法以及含铝SBA-15为载体，均能使MgO均匀分散;负载量达到20%时，XRD法仍未检测到样品上有MgO的晶相。实验表明负载的MgO在载体上形成了多层重叠结构，产生较多的中强碱位，而在介孔分子筛中引入Al原子则有利于碱位的形成。     

金属基介孔固体碱催化剂的制备与应用

应可持续发展与绿色化学的需要,非均相催化剂替代传统的均相催化剂引起研究者的广泛重视。其中,金属基介孔固体碱具有比表面积大、腐蚀性小、传质速率快、易分离等优点,是一种理想的绿色催化剂。本文综述了近年来制备不同的金属基介孔固体碱(包括MgO、类水滑石(HTs)及改性的Al₂O₃、ZrO₂、CeO₂)的研究进展,重点讨论了软模板法、硬模板法、溶剂挥发自组装法、无模板剂法等制备各种金属基介孔固体碱的方法和机理。此外,还介绍了金属基介孔氧化物在催化、储能与环境领域中的实际应用。最后,简要分析了金属基介孔固体碱制备过程中存在的问题,并展望其在未来的发展趋势,为新型金属基介孔固体碱的构筑提供了新的思路。     

表面含磺酸基的介孔分子筛催化剂SBA-15-SO3H的制备及其催化性能

采用直接和后合成两种方法制备出含磺酸基的介孔分子筛SBA-15-SO₃H,用XRD和红外光谱分析制备过程中催化剂结构和组成的变化.结果表明,两种方法制备出的含磺酸基的催化剂都保持了SBA-15分子筛的完整晶体结构,并含有质子酸中心-SO₃H;固体核磁共振表征结果证明,两种方法都使MPTMS存在于分子筛的表面;用N₂吸附-脱附测定了它们的比表面积、孔径和孔容;TGA分析认为,MPTMS在分子筛表面的热稳定性大于300℃,酸碱滴定结果说明,直接法获得的催化剂的酸中心多于后合成法.酯化反应结果表明,直接法合成的催化剂比后合成法具有更高的稳定性,且简便、快捷、高效.     

介孔Al2O3负载KF催化剂的制备及其催化性能

介孔Al2O3;KF;催化;固体碱;氧烷基化     

C60/SBA-15介孔复合材料的合成及其荧光性质的研究

通过对介孔SBA-15孔壁氨基化(SBA-15-NH₂),然后与C₆₀反应形成化学键,成功地将C₆₀组装进入SBA-15孔道中,合成了C₆₀/SBA-15介孔复合材料.通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV-V is)和差热-热重分析(TG-DTA)等方法对其进行了表征.同时,对复合材料的荧光性质进行了研究.结果发现,SBA-15-NH₂在575 nm处出现发射峰,C₆₀/SBA-15介孔复合材料在554 nm处出现发射峰,峰位蓝移21 nm.     

有序介孔胺化的聚合物材料的合成及在Knoevenagel缩合反应中的催化性能

通过氯化和胺化等手段对有序介孔聚合物材料(FDU-16)进行功能化, 成功地将胺基引入到介孔聚合物骨架中, 制备出新型有序介孔固体碱催化材料. X射线衍射(XRD)、 氮气吸附-脱附及透射电子显微镜(TEM)表征结果表明, 功能化后的固体碱材料依然保持高度有序性; 红外表征结果表明, 大量的胺基被引入到材料的骨架中. 在Knoevenagel缩合中, 这种新型有序介孔固体碱材料表现出比功能化的介孔二氧化硅等材料更高的催化活性, 这主要归因于其具有较高的比表面积、较强的碱性以及较多的活性中心.     

温敏性介孔复合材料PNIPAAm/SBA-15的制备与表征

采用自由基引发原位聚合(in situ polymerization)的方法合成了温敏性聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)/介孔分子筛SBA-15纳米复合物. 用FT-IR、XRD、TEM、低温N₂吸附-脱附、TG和DSC等手段对复合物进行了表征, 结果表明, 单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)在介孔孔内发生了原位聚合, 聚合物PNIPAAm比较均匀地附于孔壁, 含量达24%左右. 这一聚合和孔内填充没有破坏SBA-15的有序六方结构, 但使样品的表面积、孔径、孔容减小. 同时, 这一有机-无机纳米复合物仍然保持PNIPAAm的温度响应性, 最低临界溶解温度(LCST)与纯PNIPAAm相似.     

CTAB辅助合成纳米复合材料Ag/ZnO-TiO2及其紫外光催化性能

在模板剂溴化十六烷基三甲基胺(CTAB)的辅助作用下,按nAg∶nZn∶nTi=0.1∶2∶1的物质的量的比,采用溶胶-凝胶再结合程序升温溶剂热法制备了一系列纳米复合材料Ag/ZnO-TiO2(CTAB),并经X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜配合X射线能量色散谱仪(SEM-EDS)和N2吸附-脱附测定等测试手段对不同温度(500、600、700℃)和不同时间(5、7 h)下煅烧得到各产物的组成、结构及形貌等进行了表征。结果表明,该系列复合材料不仅含有ZnO纤锌矿和TiO2锐钛矿结构,同时有部分Zn2TiO4生成,其Ag还以单质形式存在。在CTAB作用下改变煅烧温度和时间可使各产物分别呈现纳米线、纳米球等多种形态,且颗粒分布较均匀。上述各复合材料在紫外光作用下对罗丹明B(RB)的光催化降解结果显示,样品煅烧温度和煅烧时间不同,其活性会发生明显的变化。     

高比表面积有序介孔氧化铝的制备与表征

采用溶胶-凝胶法以非离子表面活性剂PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物F127为模板剂, 以异丙醇铝为铝源, 以异丙醇为溶剂, 成功地制备出比表面积为485 m2/g、孔径分布窄(2~20 nm)、孔容在1.2 cm3/g以上和孔道呈蠕虫状且具有一定有序性的介孔氧化铝. 采用BET, TEM, XRD和TG多种测试技术对产物性能进行了表征. 探讨了水铝比、醇水混合溶液的滴加速度、反应时间、水浴温度、陈化温度及陈化时间等条件对合成的有序介孔氧化铝结构的影响.     

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．     

一锅法合成介孔材料Fe-SBA-15及其对Friedel-Crafts苄基化反应的催化性能

采用尿素作为pH值自调节剂,一锅法合成了Fe-SBA-15催化剂.X射线衍射和N2吸附-脱附等温线结果表明,Fe-SBA-15具有与SBA-15相似的介孔结构.紫外-可见光谱结果表明,Fe-SBA-15样品在550℃焙烧后Fe元素主要以四配位形式存在.活性测试结果表明,Fe-SBA-15对苯及其衍生物的Friedel-Crafts苄基化反应具有优异的催化性能.例如,在反应温度为70℃和苯/苄基氯摩尔比为14.4的条件下,催化剂上苄基氯完全转化所需的时间为20~70min,二苯甲烷的选择性为97.8%~100%.随着反应温度的升高和Fe含量的增加,苄基氯的转化率逐渐升高;随着苯/苄基氯比的减小,苄基氯完全转化所需的时间逐渐延长.     

大粒径介孔氧化硅微球的优化合成及表征

以非离子型嵌段共聚物为模板剂、正硅酸乙酯为硅源,制备了一种比表面积为712m2·g-1、孔径6.93nm、孔容1.06cm3·g-1、粒径10μm的介孔SBA-15微球,采用扫描电镜考察了各种合成条件对介孔氧化硅微球形貌的影响,对SBA-15介孔微球的合成条件优化和形成机理进行了研究和探讨。结果表明:介孔氧化硅微球的生长可以看作一个由微小溶胶粒子发生渐进聚沉、成长为较大溶胶粒子的过程;共表面活性剂和无机盐的引入对介孔微球的形成具有辅助作用;合成体系的酸度和晶化阶段之前的陈化条件是介孔微球形成的关键所在。在共聚物的盐酸溶液(1mol·L-1)中,不添加共表面活性剂和无机盐,仅控制陈化条件于35℃静置24h,100℃水热处理24h,可得到大粒径的介孔SBA-15微球。     

苯基改性的中孔分子筛SBA-15的合成及其磺化

 在酸性条件下用正硅酸乙酯(TEOS)和苯基三乙氧基硅(PTES)直接缩合制备了苯基改性的中孔分子筛Ph-SBA-15,并用紫外光谱、红外光谱、X射线衍射、透射电镜和核磁共振等对改性后的样品进行了表征. 结果表明,在300 ℃下焙烧后,模板剂被脱除,而苯基可完整保留,苯基改性的SBA-15分子筛具有有序结构. 进一步用氯磺酸磺化改性后,可得到苯磺酸化的分子筛,其酸度可达4.19 mmol/g.     

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。     

Synthesis, Characterization and Catalytic Activity of Sn-SBA-15 Mesoporous Molecular Sieves

Our recent reports on the synthesis of Sn-incorporated mesoporous SBA-15 materials have been reviewed. The preparation of the samples with different Si/Sn ratios followed two procedures, the first is the post-synthesis modification of SBA-15 by impregnation with Sn chloride or acetate, and the second is the direct method in which Sn chloride was introduced in to Si precursor along with amphiphilic triblock copolymer, while varying the ratio of the synthesis gel. Detailed characterization of the Sn-SBA-15 samples by a variety of techniques shows how the synthesis procedures influence the properties of the samples that reflect on the differences in (a) the structural features, (b) morphology and textural properties, such as the pore characteristics, (c) the possible location of Sn⁴⁺ ions in the meso silica structure and their reducibility, (d) the nature of the Sn species and their the coordination sphere and (e) the acid–base characteristics. We developed a possible model for the localization of Sn species in SBA-15 pore structure for different conditions of preparation. This report includes our investigations on the catalytic properties of these Sn-SBA-15 samples in 3 industrially important reactions, viz., trans-esterification of diethyl malonate, synthesis of nopol by Prins condensation of β-pinene with para-formaldehyde and the epoxidation of norbornene. In each of this reaction, while demonstrating the catalytic role of Sn species, we show that the requirement of the type and the environment of Sn species are different for these reactions.     

介孔SBA-15的形貌控制合成及负载染料后其光学性能研究

采用水热-组装法、溶剂挥发法等材料合成方法制备了不同形貌(粉末棒状、单块、薄膜)负载染料的介孔SBA-15复合材料, 并开展光学性质研究. 通过TEM, XRD, N₂吸附-脱附表征证明所合成的各种形貌SBA-15材料均具有规则有序介孔结构, 组装染料后复合材料的形貌及结构保持完整|Uv-vis, PL表征表明染料在SBA-15孔道中呈单分散状态, 负载染料后的复合材料具有发光特性.     

W-SBA-15的原位合成及其在环戊烯氧化反应中的催化性能研究

将WO_3物种原位引入介孔分子筛SBA-15的骨架内，首次得到具有选择氧化活性 中心的W-SBA-15分子筛，并用XRD，BET，SEM及TEM等手段进行了表征。该新型催化 剂在环戊烯催化氧化合成戊二醛的反应中表现出优异的催化性能，戊二醛的选择发 生性高达84%，收率亦达到79%，超过所有的负载型含钨催化剂，具有极好的应用前 景。     

磺酸化手性向列型介孔二氧化硅的制备及其催化合成龙脑

通过溶胶凝胶法制备了手性向列型介孔二氧化硅(CNMS)和用浸渍法制备了磺酸化手性向列型介孔硅(CNMS-SO₃H)固体酸催化剂。 通过比表面积分析(BET)、X射线衍射仪(XRD)、红外吸收光谱分析法(FT-IR)、氨-程序升温脱附(NH₃-TPD)和吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)等技术手段表征催化剂的结构和性质。 结果表明,在α-蒎烯与无水草酸物质的量比为1∶0.4,CNMS-SO₃H催化剂用量与松节油的质量比为7∶100。 温度为100 ℃,时间为8 h,龙脑的收率最高为49.89%,α-蒎烯转化率为100%,正龙脑的量是异龙脑的4倍。 固体酸催化剂具有很好的催化活性和稳定性,在重复使用8次之后,α-蒎烯转化率在99%以上。