微乳液法合成沸石/介孔二氧化硅复合微球

利用简单微乳液自组装体系, 制备了介孔二氧化硅与Y型或Ti-MWW沸石晶体复合形成的沸石/介孔二氧化硅微球(ZMMS). 硅源正硅酸四丁酯与阳离子型季铵盐表面活性剂形成稳定的O/W微乳液形成大颗粒, 沸石颗粒由于疏水作用而进入油相, 同时, 季铵盐表面活性剂和正硅酸四丁酯组装形成介孔材料. 优化合成条件可以有效控制复合微球的沸石/介孔二氧化硅质量比(0～2.3)和直径(186～965 μm). 两种沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的介孔孔径分别为3.98 nm(Y型沸石)和3.75 nm (Ti-MWW型沸石). Ti-MWW沸石/介孔二氧化硅复合微球在液相催化环氧化反应中表现出良好的机械强度, 并且能够达到与Ti-MWW沸石原粉相当的催化活性.     

由沸石纳米粒子自组装制备具有高催化活性中心和水热稳定的新型介孔分子筛材料

 人们合成了一系列介孔分子筛材料，并发现它们在催化、吸附与分离以及化学组装制备先进材料和分子器件等方面具有很大的潜在应用价值．但是，介孔分子筛材料相对于微孔沸石分子筛存在着两个致命弱点：较低的水热稳定性和较不活泼的催化活性中心．这两个弱点大大地影响了介孔分子筛在催化反应中的广泛应用．本文系统地综述了最近几年利用沸石纳米粒子自组装制备具有高催化活性中心和水热稳定的介孔分子筛材料的研究进展．这包括利用硅铝沸石纳米粒子自组装制备具有强酸性和水热稳定的新型介孔硅铝分子筛材料，利用钛硅沸石纳米粒子自组装制备具有高催化氧化活性中心和水热稳定的新型钛硅介孔分子筛材料，以及利用含有不同杂原子的沸石纳米粒子自组装制备一系列水热稳定的新型介孔分子筛催化材料．     

具有可控分散性的不同粒径氨基酸双功能化介孔二氧化硅纳米颗粒

通过表面活性剂,共结构导向剂（CSDAs）和硅源的自组装合成了具有分散性的不同粒径氨基酸双功能化介孔二氧化硅纳米颗粒. 通过表面活性剂头部与带相反电荷的CSDAs之间的静电相互作用使氨基和羧基基团均匀排列在介孔孔道表面. 通过调节助溶剂或分散剂的加入量来控制颗粒粒径,调节合成溶液pH改变纳米颗粒表面羧基和氨基基团的电荷切换性及其量来控制颗粒的分散性.     

介孔分子筛的酸性和水热稳定性

介孔分子筛材料在催化、吸附与分离以及化学组装制备先进材料和分子器件等方面具有潜在的应用价值.但是,由于介孔分子筛材料较低的水热稳定性和较弱的酸性,极大地影响了其在催化研究中的广泛应用.本文系统地综述了最近几年在提高介孔分子筛酸性和水热稳定性的研究工作.其中包括:(1)将超酸组份负载于介孔分子筛的孔道中以达到提高介孔分子筛材料的酸强度的目的;(2)通过在合成介孔分子筛的过程中加入无机盐和有机胺等助剂或采用合适的后处理方法以提高介孔分子筛的水热稳定性;(3)通过新型模板剂来合成具有较高水热稳定性的介孔分子筛材料;(4)利用具有沸石分子筛基本结构单元的沸石分子筛导向剂与表面活性剂自组装来合成具有强酸中心和高温水热稳定的介孔分子筛材料.     

双杂原子介孔材料的合成及催化应用

在强酸性条件下,采用沸石前驱体溶液与表面活性剂自组装的方法,合成双杂原子掺杂的介孔催化材料Sn/Ti-MS-1. 表征结果显示,Sn/Ti-MS-1具有典型的介孔结构,骨架中含有TS-1沸石的结构单元. 在苯酚和2,3,6-三甲基苯酚的双氧水氧化反应中,焙烧前后的Sn/Ti-MS-1均表现出了良好的催化反应活性,表明其钛物种具有良好的热稳定性,并且在大分子氧化反应应用中具有明显的优势. 同时,这种Sn/Ti双杂原子介孔材料显示了较快的催化反应速率.     

阴离子表面活性剂辅助模板途径合成介孔结构氧化锆纳米晶

利用阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)为辅助模板剂, 成功地合成了高稳定性的介孔氧化锆纳米晶, 采用DSC-TG, FT-IR, XRD, TEM, UV-Vis以及N₂吸附-脱附等方法对样品进行了表征. 研究表明, 以阴离子型十二烷基磺酸钠合成的氧化锆经600 ℃煅烧后仍为纯四方相, 氧化锆晶粒平均尺寸约为6.5 nm. 阴离子型表面活性剂与有机锆源形成自组装协同作用, 合成的氧化锆具有蠕虫状介孔结构, 经过500 ℃煅烧后介孔结构仍然保持, 且由于表面活性剂的去除, 比表面积显著提高, 显示了良好的热稳定性. 本实验制备的氧化锆纳米晶较一般方法制备的市售纳米氧化锆有明显紫外吸收边蓝移现象.     

有序介孔Al2O3:RE3+的制备及Gd3+对Eu3+的能量传递

以P123为表面活性剂,异丙醇铝为铝源,用简易溶胶-凝胶法,获得了单掺和双掺Gd3+,Eu3+的介孔氧化铝组装体.用广角X-射线衍射仪(WAXD)进行了物相分析;小角X-射线衍射仪(SAXD)、比表面仪进行了孔结构分析和形貌表征;研究了组装体的发光性能并发现Gd3+对Eu3+有能量传递作用,并分析了能量传递过程.     

氨基功能化有序介孔Si02薄膜组装Au纳米粒子复合材料的可调色散性质

以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷(P123)为模板剂,采用共溶胶的蒸发诱导自组装方法制备了氨基功能化介孔SO2薄膜,然后利用氯金酸(HAUCl4)与介孔SiO2薄膜孔道内壁的氨基之间的中和反应组装Au纳米粒子,制备得到Au/SiO2纳米复合材料.用TEM,XRD和UV-Vis光谱对材料进行了测试.结果表明,无水乙醇...     

以阴离子表面活性剂/阳离子聚铵复合胶束为模板合成有序介孔二氧化硅

基于静电作用, 阴离子表面活性剂可与阳离子聚铵组装形成复合胶束. 借助阳离子聚铵,复合胶束可以作为模板与硅源协同组装, 形成高度有序的介孔二氧化硅. 本文通过调变不同种类阴离子表面活性剂、合成体系pH值、合成温度及阳离子聚铵和硅源用量等因素, 合成了具有不同介观结构和形貌的介孔二氧化硅. 实验证实阴离子表面活性剂/阳离子聚铵复合胶束模板法是合成介孔二氧化硅的一种通用方法.     

微孔/介孔复合分子筛的合成及其对CO2的吸附性能

采用两步晶化法将合成的沸石前驱液(S)或沸石固体粉末(P)经不同浓度(c)的NaOH处理后, 分别以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)软模板或介孔炭(Meso-C)硬模板为导向剂, 自组装合成S-β-MCM41(c)、P-β-MCM41(c)、P-ZSM-MCM41(c)、P-ZSM-C系列微孔/介孔复合分子筛. 考察了沸石分子筛种类、碱处理液浓度以及介孔模板剂对合成复合分子筛结构与性能的影响. X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-脱附表征结果表明产物具有微孔/介孔多级孔结构. 该材料对CO₂的吸附能力比纯微孔或介孔材料均有明显提高, 其中P-ZSM-MCM41(2)的CO₂吸附容量最大可达1.51 mmol·g^-1, 为ZSM-5沸石吸附量的两倍多.     

堇青石栽体表面ilicalite-1沸石膜的合成与表征

本文首次采用堇青石为载体,用水热合成方法,制备了致密的高硅MFI沸石膜,并对其结构、成分以及气体渗透性质进行表征。     

铈改性Silicalite-1分子筛催化剂上甲醇制丙烯反应性能研究

采用浸渍法制备了Ce改性的Silicalite-1分子筛催化剂,利用XRD、N2吸脱附、Py-FTIR和NH_3-TPD等手段对催化剂进行了表征;针对甲醇转化制丙烯(MTP)反应,在常压、450℃和质量空速为9.6 h-1的反应条件下,利用连续流动固定床微型反应评价装置,考察了CeO_2负载量对CeO_2/Silicalite-1催化性能的影响。结果表明,与HZSM-5分子筛(SiO_2/Al_2O_3(molar ratio)=200)相比,Silicalite-1分子筛具有更高的丙烯选择性和催化稳定性。Ce的引入可有效调节Silicalite-1分子筛的酸性质和孔结构;合适浓度的Ce改性处理(CeO_2负载量(质量分数)为5.0%)使得Silicalite-1的强酸量降低,其丙烯选择性(质量分数)和催化稳定性分别由原来的31.9%和51 h增加到38.2%和72 h。     

Silicalite-1空心球材料制备及其在Beckmann重排反应中催化应用研究

以碳微球作为硬模板、纳米Silicalite-1分子筛作为壳层,采用水热法合成了Silicalite-1空心球材料。采用XRD、SEM、FT-IR、N_2吸附、29Si M AS NM R、TG、XPS等技术对催化剂的物相、形貌和性能等进行表征,发现该空心材料具有较高的结晶度、发达的多级孔道结构和丰富的表面羟基。与传统方法制备的Silicalite-1分子筛催化剂相比,Silicalite-1空心材料在环己酮肟Beckmann重排反应中表现出优异的催化性能,使环己酮肟的转化率达99%、己内酰胺的选择性达94%,同时催化剂保持极佳的稳定性。研究表明,Silicalite-1空心材料中具有的大量巢式硅羟基和末端硅羟基是Beckmann重排反应的主要活性位,且可通过简单焙烧再生实现羟基活性位的完全恢复。     

Fe的原位掺杂对Pt/Silicalite-1催化丙烷脱氢反应性能的提升作用

利用一步水热法制备了原位掺杂Fe的Silicalite-1分子筛载体,浸渍得到相应的Pt基催化剂,用于丙烷的直接脱氢反应。作为对比,也制备了Pt/Silicalite-1和共浸渍的Pt1Fe2/Silicalite-1催化剂。研究发现较之Pt/Silicalite-1催化剂,原位掺入Fe的Pt/Fe-Silicalite-1催化剂反应性能有了很大程度地提高,而共浸渍制备的Pt1Fe2/Silicalite-1催化剂反应性能有所降低。在Pt/Fe-Silicalite-1催化剂上,尽管丙烷的初始转化率略有降低,但丙烯的选择性和催化稳定性大幅提高。反应8 h后丙烷转化率稳定在43.7%、丙烯选择性达到98.0%;且在80 h内基本保持不变。深入表征发现Fe的原位掺入使得Pt物种配位饱和度提高,避免了丙烷的深度脱氢使得丙烯选择性提高、结焦速率降低;且通过Fe-Pt之间电子转移,使得Pt上的电子云密度增强,增强了丙烯的脱附能力,进一步降低了结焦速率。另外载体中的Fe位点可以锚定Pt,使得Pt物种不易聚集,从而进一步提高了Pt/Fe-Silicalite-1的稳定性,使得该催化剂在反应80 h后仍保持高转化率和选择性。     

高性能Silicalite-1分子筛膜的合成

 本文首次利用自制的多孔二氧化硅载体, 通过二次原位水热合成出具有较高分离性能的Silicalite-1分子筛膜, 对其进行了SEM表征, 并利用渗透气化装置对乙醇-水的分离能力进行了评价, 同时还研究了乙醇-水原料液温度对Silicalite-1分子筛膜分离性能的影响.     

一种气相合成Silicalite-1沸石膜的新方法

由于在分离和催化领域的潜在应用前景 ,沸石膜近年来受到人们的广泛重视 .制备沸石膜的方法很多 ,如原位水热合成、微波合成、电金属沉积、嵌入法等等 .90年代以来 ,由于可减少昂贵的模板剂用量 ,以及能在不同载体上合成沸石膜等优点 ,蒸汽相合成法 (ＶＰＴ)受到关注[1 3] .通常采用浸渍方法或正硅酸乙酯 (ＴＥＯＳ)的水解在载体上形成一层致密的无定形凝胶作为引入的硅源 ,随即在有机模板剂和水的蒸汽相中转晶得到沸石膜 .自 1 992年Ｄｏｎｇ等[1 ] 首先采用ＶＰＴ方法合成ＺＳＭ 5和ＺＳＭ 35沸石膜以来 ,已经成功制备了多种结构类型的沸…     

“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)、N_2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。     

Silica lite-1纳米晶的尺寸控制合成

全硅 Silicalite- 1沸石作为 MFI结构的 ZSM- 5分子筛家族中不含 Al的成员 ,不仅具有良好的热稳定性和特殊的十元环孔道结构 ,而且具有憎水和亲油等特性 [1,2 ] ,通常以四丙基铵根离子为模板剂在水热条件下进行合成 ,所得到的晶粒尺寸处于几微米至几十微米之间 [2～ 11] .如李军等 [3 ] 制得了晶粒在1 0μm左右的 Silicalite- 1膜 . Kath等 [4 ] 以硅酸铵为硅源、四丙基溴化铵为模板剂制备了粒径为 5 0μm的 Silicalite- 1 ;但以正硅酸乙酯为硅源、四丙基氢氧化铵为模板剂时 ,在乙醇的参与下合成了晶粒为0 .5 μm的超细 Silicalite- 1…     

Reaction of trimethylchlorosilane in spin-on Silicalite-1 zeolite film

We present a study on the hydrophobization of spin-on Silicalite-1 zeolite films through silylation with trimethylchlorosilane. Microporous and micro-mesoporous Silicalite-1 films were synthesized by spin coating of suspensions of Silicalite-1 nanozeolite crystallized for different times. Ellipsometric porosimetry with toluene and water adsorbates reveals that silylation decreases the porosity and makes the films hydrophobic. The decrease in porosity depends on the exposed surface area in the pores. Water contact angle measurements confirm the hydrophobicity. Fourier transform infrared spectroscopy reveals that the trimethylsilyl groups are chemisorbed selectively on isolated silanols and less on geminal and vicinal silanols due to steric limitations. Time-of-flight secondary-ion mass spectroscopy and in situ ellipsometry analysis of the reaction kinetics show that the silylation is a bulk process occurring in the absence of diffusion limitation. Electrical current leakage on films decreases upon silylation. Silylation with trimethylchlorosilane is shown to be an effective hydrophobization method for spin-on Silicalite-1 zeolite films.