介孔材料MCM-41的合成与性能表征

在水热条件下用新的合成控制手段得到孔壁较厚的MCM-41介孔分子筛材料,并采用XRD、N2吸附、TG-DTA、SEM和吡啶程序升温脱附等测试手段对合成的MCM-41样品进行表征,结果表明合成的介孔材料结晶度比较高,具有六方排列的孔道结构,孔径分布较窄,BET表面积较大,样品热稳定性高,吡啶-TPD谱图表明样品具有弱的或中等强度的酸性.用MCM-41作为活性组分制备成催化剂,进行微反活性实验,表明其裂化活性较低,但对柴油有较高的选择性.     

介孔分子筛MCM-41的水热稳定性

介孔分子筛MCM-41在催化、吸附分离以及化学组装制备先进材料等方面具有潜在的巨大应用价值,但MCM-41的低水热稳定性使其在催化研究领域中的应用受到了极大的限制。因此,提高介孔分子筛的水热稳定性具有十分重要的科研和实际应用意义。笔者对介孔分子筛MCM-41低水热稳定性的原因作了简要分析,并系统地介绍了近几年来在提高介孔分子筛水热稳定性方面的研究工作。     

萘在介孔分子筛MCM-41与SBA-15上的吸附特性研究

对低浓度气相萘在两种常见介孔分子筛MCM-41和SBA-15上的吸附特性进行研究。得到了萘在两种吸附剂上的吸附等温线和不同初始浓度下的穿透曲线,并分别与吸附等温线模型(Langmuir、Freundlich、D-R)和恒定浓度波动力学模型进行了拟合。结果表明, Langmuir模型能很好描述低浓度气相萘的吸附等温线(R²均在99%以上);具有微孔结构的SBA-15对萘的吸附能力要优于仅具备介孔结构的MCM-41。动力学模型在初始浓度较低时能较好地预测萘在吸附剂上的穿透曲线,且在SBA-15上的相关系数高于MCM-41;萘在2.76 mol/L时具有较大介孔的SBA-15的总传质系数K_a更高,表明萘在SBA-15上的总传质阻力更低,更能较快达到传质平衡。     

MCM-41介孔分子筛材料的氨微量吸附量热法酸性研究

Ｍｏｂｉｌ公司研究人员１９９２年首次报道的Ｍ４１Ｓ介孔分子筛材料,由于其孔径可在１５～１０ｎｍ间调变,从而打破了沸石分子筛合成的传统概念［１］;其中最重要的成员ＭＣＭ４１因其稳定的六角形结构而特别具有应用前景．近年来,有关此类材料的研究已引起各国...     

水玻璃为原料在开放体系中快速合成介孔材料MCM-41

自从 M41 S系列硅基介孔分子筛被人工合成以来[1,2 ] ,有关分子筛的合成、性能、形成机理、结构和应用等方面的研究报道不断出现[3～ 5] .目前 ,由有机 -无机离子经分子水平的自组装结合而产生介孔材料的合成机理主要归结于在合成过程中表面活性剂的模板效应 ,如液晶模板机理[1,2 ] 、棒状自组装模型[6 ] 、电荷匹配机理[7] 、层状折皱模型[8] 和使用非离子表面活性剂合成介孔材料等效应[9] .本文以水玻璃作为硅源 ,以十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)阳离子表面活性剂为模板剂 ,在温和条件下 ,采用开放体系合成出具有 MCM-4 1结构特点的介…     

介孔分子筛MCM-41的硅烷化改性及吸附性能研究

高硅分子筛MCM-41具有均匀的中孔孔径分布、较大的比表面积(>900m2/g)[1-2],应用前景广阔.已在硅基分子筛的基础上合成了各种含有杂原子分子筛、金属氧化物分子筛、有机官能团分子筛[3-8].改变介孔MCM-41分子筛的表面组成可以较好地调节其吸附性能[9].本文以直接反应的方法用三甲基氯硅烷来修饰MCM-41.通过XRD、红外吸收光谱和比表面和孔隙率测定对样品进行了表征,并分别对改性前后样品进行了水与苯的吸附性能研究.     

苄基磺酸接枝MCM-41介孔分子筛的合成与表征

在采用溶胶-凝胶法合成纯硅MCM-41基础上，经过两步后合成处理，在纯硅MCM-41上接枝苄基磺酸，并通过X射线衍射、低温氮气吸附、红外光谱、元素分析、热重分析和酸度滴定，对所得样品进行了表征。结果表明，经过苯甲醇、氯磺酸两步接枝处理，苄基及磺酸成功地接入MCM-41上，并保持MCM-41的介孔结构，接枝后的磺酸型MCM-41比表面积和孔容均减小，分别为 976 m²·g^-1和0.42 cm³·g^-1，酸量为4.2 mmol·g^-1。     

青霉素酰化酶在含铁MCM-41介孔分子筛上的固定化研究

制备了具有长程有序结构、孔径分布狭窄的含铁MCM-41介孔分子筛，利用直接法和共价结合法将青霉素酰化酶固定在分子筛表面。结果表明，两种方法制备的固定化酶对青霉素G水解反应的表观活性分别为782U/g和256U／g；经6次连续操作使用，二者保持初始活性的49．4％和81．2％，后者的操作稳定性好于前者。共价结合法制备的固定化酶活性较低，是由于Fe—MCM-41表面修饰后比表面积和孔径明显减小所致。     

介孔材料MCM-41催化吲哚与硝基烯Friedel-Crafts反应的研究

用介孔材料MCM-41催化吲哚与β-硝基烯发生Friedel-Crafts反应,成功地合成了天然产物中广泛存在的3-取代吲哚衍生物.该方法具有反应条件温和、操作简单以及环境友好、经济良好等优点,其催化剂也可循环再用.     

非水介质中合成介孔分子筛MCM-41

首次采用十六烷基三甲基溴化铵为模板剂、正硅酸乙酯为硅源, 分别使用无机和有机弱碱, 溶剂热晶化法在非水甘油介质中合成了介孔分子筛MCM-41, 通过XRD, N₂吸附-脱附, TG-DTG, IR, SEM等测试手段对样品进行了表征分析, 结果表明在甘油体系中得到的样品具有优良的孔结构性质. 相比于氢氧化钠, 以有机弱碱(无水乙二胺、三乙胺)作为碱源, 可以得到有序性更好、结晶度高的样品, 样品具有较窄的孔径分布.     

The Synthesis and Characteristics of Vanadoaluminosilicate MCM-41 Mesoporous Molecular Sieves

A series of vanadoaluminosilicate MCM-41 mesoporous molecular sieves with various compositions have been hydrothermally synthesized. Hexadecyltrimethylammonium bromide was used as a surfactant in the synthesis. The samples were characterized with nitrogen sorption, X-ray diffraction, differential thermal analysis, thermogravimetric analysis, Fourier transform-Infrared spectroscopy, UV-visible spectroscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and solid state NMR. The solid products had the MCM-41 structure and contained only atomically dispersed vanadium and aluminum consistent with framework vanadium and aluminum. The samples were hydrophobic and contained large amount of surfactant in the as-synthesized samples. The surfactant could be removed upon calcination at 450°C. N₂ sorption measurements and TEM demonstrate the high mesoporosity of [V, Al]-MCM-41. The incorporation of vanadium and aluminum into MCM-41 decreased the surface area to some extent. The morphologies of all the samples were the agglomerate of plates. ²⁹Si MAS NMR shows that the pore wall is amorphous. ²⁷Al MAS NMR shows that all of aluminum species were tetrahedrally coordinated even after calcination at 550°C.     

用实验吸附等温线和计算机分子模拟表征中孔分子筛MCM-41

首先比较了表征MCM-41的两个势模型对吸附等温线的影响。发现在一维势模型 中,低压部分的吸附应与选用的势模型的势阱深度有关,而毛细凝聚发生的位置与 孔壁在离壁面较远处与流体分子的相互作用的强弱有关。然后作者使用了一个“混 合”的势模型,即采用作者提出的势函数表征孔壁中氧原子对MCM-41中流体分子的 作用,而采用Tjatjopoulos等提出的势函数近似地表征MCM-41表面硅醇基团以及一 些未知因子对流体分子的作用。虽然这种势模型仍然是一维的,但这种势模型将孔 壁内氧原子的作用和表面上非均匀性分开考虑,具有较明确的物理意义。通过计算 机模拟与实验数据的比较发现,这种势模型可以较好地拟合氮气在MCM-41中的吸附 等温线。     

氮气在MCM－41分子筛中的吸附：实验和分子模拟

用美国Micromeritics公司生产的ASAP2010物理吸附仪测定了低温（77 K） N_2在MCM-41分子筛中的吸附等温线，获得了表征MCM-41特征的BET比表面、BJH孔 容和平均孔径。同时用巨正则Monte Carlo（GCMC）模拟方法考究了N_2在MCM-41中 的吸附，得到了N_2在MCM-41中的模拟吸附等温线，分析了流体在MCM-41分子筛中 的微观结构。GCMC模拟中MCM-41介孔材料模型化为圆柱孔，N_2模型化为Lennard- Jones（LJ）球。N_2和MCM-41介孔墙壁间的相互作用采用Tjatjopoulos-Feke- Mann（TFM）势能模型进行表征。通过使模拟和实验结果有一个好的吻合，确定了 一组有效的MCM-41分子筛的势能参数（σ_(ww) = 0.265 nm，∈_(ww)/k = 190 K ）。这为以后其他吸附质在MCM-41中吸附的预测奠定了基础、提供了依据。     

纳米介孔分子筛MCM-41的微波辐射合成法

报导了纳米介孔分子筛MCM-41的微波辐射合成法,运用XRD、HRTEM、IR、TG、荧光光谱和低温N2吸附等技术对其进行了表征.研究结果表明,利用微波技术合成MCM-41,操作便利,节能省时.所得产物具有六方介孔排列结构,孔径约2.5 nm;颗粒大小分布均匀,平均粒径约40 nm;比表面积和孔隙率高,吸附量大,热稳定性好;在近紫外光激发下,显示出纳米粒子的量子发光效应.     

Thin Film of Mesoporous MCM-41 Grown on Indium-Tin-Oxide Glass Substrate

ThemesoporousM4lSmaterialshaveattractedconsiderableattentionsincetheywerefirstdiscoveredin19921'2.Thesematerials,amongwhichistheMCM-41molecularsievewithahexagonalarrayofmesopores(diameter15-100A),haveenormouspotentialinapplicationssuchascatalysis',host-guestchemistry"'andseparation'.UniformthinfilmsbasedonMCM-417-ichavealsobeenpreparedattheinterfacesofsolution/solidandair/solution.However,thepreviously-reportedfilmsweregrowninvariablyfromanacidicsolutioncontainingsurfactantmoleculesasthest…     

CMC和CTAB双模板法合成具有稳定结构的MCM-41中孔分子筛

以羧甲基纤维素和十六烷基三甲基溴化铵为双模板,制备出了具有更高稳定性并且具有高度有序二维六方结构的MCM-41介孔分子筛.透射电镜和X射线衍射结果表明,以双模板制备的MCM-41介孔分子筛具有高度有序的二维六方(p6mm)孔道结构.此外,以双模板制备的MCM-41介孔分子筛焙烧前后的X射线衍射结果表明,在焙烧过程中其晶胞收缩比例为3.1%.与以纯表面活性剂为模版制备的MCM-41介孔分子筛(晶胞收缩比例为9.7%)相比,双模板制备的MCM-41介孔分子筛具有更高的稳定性能. MCM-41介孔分子筛稳定性能的提高可能是由于在硅物种、表面活性剂以及羧甲基纤维素在自组装过程中,羧甲基纤维素表面丰富的羟基与硅物种Si-(OH)x的相互作用促进了Si-(OH)x的缩聚.     

介孔MCM-41分子筛载钯配合物催化Heck反应的性能

以MCM 41分子筛作为固载材料 ,经氨基功能化后与各种钯化合物形成MCM 41载钯配合物。采用XRD、XPS等技术对其结构及表面性能进行了表征 ,并研究了催化剂的制备条件等因素对催化Heck芳基化反应性能的影响 ;同时 ,以共轭烯烃和各种芳基碘的Heck芳基化反应考察了MCM NH2 ·Pd(0 ,Ⅱ )配合物的催化性能。结果表明 ,MCM NH2 固载钯配合物具有高的催化活性和立体选择性 ,高得率地生成了一系列取代的反式产物。     

以混合表面活性剂为模板可控合成MCM-48和MCM-41分子筛

利用阳离子和三嵌段共聚物混合表面活性剂为模板,在水热条件、碱性介质中可控合成出MCM-48和MCM-41分子筛。在固定P123(聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物):TEOS(正硅酸乙酯)(物质的量的比)为0.01875的体系中,调节CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)∶TEOS(正硅酸乙酯)物质的量比值m,当m在0.12~0.13范围合成出MCM-48分子筛;当m在0.04~0.08范围合成出MCM-41分子筛。通过XRD,TEM,N2物理吸附,IR等方法进行了表征。结果表明:聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物(P123)的加入可以更大程度地降低合成介孔材料所需阳离子表面活性剂的用量;可控合成的介孔材料具有高比表面积、高度有序的孔道结构、较集中的孔径分布。     

The Environmental Effect of MCM-41 Mesoporous Silica on Solid Thermochromic N-(5-Chlorosalicylidene)aniline

Thermochromic N-(5-chlorosalicylidene)aniline was entrapped in a mesoporous silica designated as MCM-41 by grinding the twocomponents in the solid state. In the composite material the title compound lostits thermochromic properties and transformed to a photochromic tautomer with dramaticdifferences in the forward and backward ground state reactions with temperature.The observed change in colour with light is attributed to the cis-keto form ofthe title anil stabilized in the environment of the mesoporous MCM-41 material.