碱金属离子X型沸石的固相离子交换及其催化性能的研究

本文考察了水合13X沸石与碱金属盐类间的固相离子交换反应,并对交换样品的比表面、孔容和异丙醇分解反应活性进行了测定。结果表明,这种类型的固相离子交换在室温下即可发生。体积较大的Cs^+比K^+难于交换,高温焙烧有利于有提高Cs^+的交换度。固相交换样品的比表面、孔容变化和异丙醇分解反应活性都与液相交换样品相同,只是交换度的函数,与交换方法无关。与K^+交换样品相比,Cs^+交换样品中Cs^+离子更多地占据超笼,导致更高的超笼局部碱性和脱氢反应活性。     

水合NaX沸石与碱金属盐类间的固相离子交换

通过XRD和吡啶吸附的IR技术考察了水合13X沸石与碱金属盐类间的固相离子交换反应,结果表明,此类固相离子交换在室温下即可发生。一次交换的程度有限,通过重复交换可提高交换度,体积较大的Cs⁺比K⁺难于交换,高温焙烧有利于提高Cs⁺的交换度。     

CuCl_2和HY分子筛的表面反应及Cu/Y分子筛的制备及其催化甲醇氧化羰基化（英文）

以CuCl2为前驱物与HY分子筛进行固相离子交换制备了Cu/Y催化剂,采用热重方法研究了CuCl2与HY分子筛的表面固相离子交换反应,结合活性测试表明催化剂中高度分散的CuCl和离子交换形式的Cu+物种是甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化活性中心.X射线光电子能谱表征和元素分析结果表明,活性金属Cu主要以CuCl形式存在于分子筛外表面,而在分子筛笼内则以交换的Cu+和少量吸附的CuCl形式存在.与以CuCl为交换铜源所制催化剂相比,以CuCl2为铜源制备的催化剂Cu含量低,催化活性更高.     

引入SiO2对SO2-4/ZrO2超强酸体系的影响

用共沉淀法和负载法制备了一系列SO2-4/ZrO2-SiO2催化剂, 详细研究了添加SiO2对SO2-4/ZrO2超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和异丙苯裂解及异丙醇脱水反应的影响. 引入SiO2会延迟ZrO2的晶化和晶相转变, 减弱SO2-4/ZrO2体系的超强酸性, 但对提高样品的异丙苯裂解和异丙醇脱水反应活性有利.     

引入SiO2对SO4^2—／ZrO2超强酸体系的影响

用共沉淀法和负载法制备了一系列SO4^2-/ZrO2催化剂,详细研究了添加SiO2对SO4^2-/ZrO2超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和异丙苯裂解及异丙醇脱水反应的影响。引入SiO2会延迟ZrO2的晶化和晶相转变,减弱SO4^2-/ZrO2体系的超强酸性,但对提高样品的异丙苯裂解和异丙醇脱水反应活性有利。     

不同方法制备的Cu/HZSM-5催化剂上NO的催化分解反应

采用离子交换法、固相分散法和微波固相法等不同方法制备了Cu/HZSM-5催化剂,以BET、XRD和XPS等手段对催化剂样品进行了表征。结果表明,不同方法制备的Cu/HZSM-5催化剂上Cu物种的落位分布状态不同,离子交换法制备的催化剂Cu物种更多地落位于分子筛孔道内,微波固相法和固相分散法制备的催化剂Cu物种较多地落位分布在分子筛外表面。固相分散法制备的样品未能使铜物种完全分散于分子筛表面,在13.1°、16.8°、35.5°和38.0°等处仍存在CuO的晶相衍射峰。催化分解NO反应的活性考察结果表明,用微波固相法制备的催化剂催化分解NO的活性及稳定性明显超过另两种方法所制备的催化剂,在无氧条件下NO最初转化率高达89.2%,经反应25h后,转化率仍维持在70%以上;在富氧气氛下催化分解NO活性降低速率低于由离子交换法制备的催化剂。结合表征结果可以得出,落位于分子筛外表面以离子交换态形式存在的Cu物种对催化分解NO反应更为有利,而且催化稳定性更好。     

高活性甲醇氧化羰基化CuY催化剂的结构及催化活性中心

采用硝酸铜溶液和NaY分子筛溶液离子交换制备了CuY催化剂,通过加入氨水提高交换溶液的pH值以及高温焙烧活化,显著提高了甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化活性,与固相离子交换、沉积和浸渍法制备的催化剂相比,虽负载的铜量较低,但催化活性较高. 通过元素分析、XRD、H2-TPR、XPS和AES等对CuY催化剂微观结构的表征表明,在Cu(NO3)2离子交换溶液中加入氨水,促进了Cu2+离子交换的进行,提高了CuY催化剂的Cu交换量,并且交换的Cu2+主要落位于分子筛的超笼中. 在惰性气氛中焙烧活化CuY催化剂,Cu2+自还原为Cu+,氨促进了自还原过程的进行,显著提高了催化剂的活性. 焙烧活化温度越高,越有利于超笼中Cu2+→Cu+的自还原过程,使超笼中Cu+的含量增加, CuY催化活性增加. 进一步研究表明Y分子筛超笼中的Cu+是主要的催化活性中心.     

X型沸石K~+交换度对CH_4/N_2吸附分离性能的影响

以工业13X型沸石为原料,采用静态离子交换法制备KX型沸石,研究K~+交换度对X型沸石结晶度、孔结构、CH_4和N_2吸附分离性能以及吸附热等的影响。通过X射线衍射、骨架红外、77K下氮气吸附/脱附对KX型沸石进行表征。在298K、100kPa的条件下测定样品对CH_4和N_2的吸附等温线并对其进行Freundlich吸附式拟合和吸附热的计算。实验结果显示,随着K~+交换度的增加,样品的结晶度下降,比表面积和微孔体积下降。N_2的吸附量和吸附热随着K~+交换度的增加而减小;而CH_4的吸附量先升高后降低,当K~+交换度达到32%时,CH_4的吸附量上升至8.6cm3/g,此时CH_4/N_2的分离比最高达到3.1。     

微波固相法制备的ZnCl_2/Y在α-蒎烯环氧化物重排反应中的催化性能

考察了微波固相法制备的ZnCl2 /Y分子筛催化剂在α 蒎烯环氧化物重排反应中的催化性能 .催化剂活性及产物选择性与分子筛表面的酸性有关 .在微波作用下 ,ZnCl2 可分散于分子筛表面且可与分子筛中的阳离子发生固态离子交换反应 .分散的ZnCl2 (中强L酸 )有利于生成龙脑烯醛 ,固态离子交换生成的ZnY(弱L酸 )有利于α 蒎烯环氧化物重排生成松蒎酮 ;不同Na+ 交换度的HY分子筛表面具有不同的B酸中心 ,B酸的存在可使重排反应产物松香芹醇和香芹醇发生分子内脱水二次反应生成单萜烯 .用微波固相法制备催化剂时 ,随着ZnCl2 负载量的增加 ,产物香芹醇的选择性升高 ,分散于分子筛孔道内的ZnCl2 有利于生成香芹醇 .比较了不同溶剂对α 蒎烯环氧化物重排反应产物分布的影响 ,以环己烷作溶剂时 ,松蒎酮选择性可达 2 4% .通过对分子筛表面酸性的调变可实现选择合成 .     

NH4+交换度对 CuY催化剂上甲醇氧化羰基化反应性能的影响

碳酸二甲酯(DMC)是一种应用极其广泛的绿色化工产品,其中经济、绿色的甲醇氧化羰基化合成 DMC工艺极具工业前景,而 Y分子筛负载铜(CuY)是有效催化剂之一.众所周知, CuY催化剂上的 Cu+是催化活性中心. Cu+催化活性中心的引入方式用两种：(1) CuCl直接与 HY分子筛固相离子交换;(2) Cu2+与 NaY分子筛溶液离子交换,然后 Cu2+自还原生成活性中心 Cu+.在无溶剂条件下制备 CuY催化剂时,载体 HY分子筛中的可交换位 H+量是决定催化剂 CuY氧化羰基化催化性能的关键因素.文献通过以不同硅铝比的 HY分子筛为载体制备的催化剂 CuY,研究铜离子可交换位 H+量对氧化羰基化的影响,然而,硅铝比的不同也直接影响了分子筛骨架的组成、Si–O–Al的键角、甚至影响了 Al3+的分散度,这些因素都直接影响了 CuY催化剂活性.因此,研究 NaNH4Y分子筛载体中的可交换位(NH4+)的量与 CuY催化剂活性间的关系具有非常重要的意义.本文将 NaY分子筛与不同浓度的 NH4NO3溶液进行离子交换,制得具有不同 NH4+交换度的 NaNH4Y分子筛,以其为载体,以具有易升华、易分解性质的乙酰丙酮铜 Cu(acac)2为铜源,在无溶剂条件下,高温热处理二者固相混合物, NaNH4Y 分子筛中的 NH4+与 Cu(acac)2中的 Cu2+发生了离子交换, Cu2+进一步发生自还原生成活性中心 Cu+,成功地制备了完全无氯的 CuY催化剂,应用于催化常压甲醇氧化羰基化合成 DMC过程,研究 NaNH4Y分子筛中的铜离子可交换位 NH4+与催化剂 CuY催化性能间的关系.通过各种表征及对 CuY催化剂在甲醇氧化羰基化过程中催化活性分析发现, Y分子筛经过 NH4NO3溶液离子交换及催化剂的制备过程,其八面沸石结构和孔道保持良好.以未经过离子交换的 NaY负载的 CuY催化剂上的铜物种完全以 CuO形式存在,且没有催化活性.随着 NH4+交换度增加, CuY催化剂表面 CuO含量逐渐降低,而活性中心 Cu+含量逐渐增加,且其催化活性也随之增加.当 NH4+交换度趋于极限值时, CuY催化剂中 Cu+含量达最大,其催化活性也达最佳, DMC的时空收率和选择性分别为267.3 mg/(g·h)和68.5%,甲醇转化率为6.9%.因此,无溶剂条件下,以 NaNH4Y分子筛为载体, Cu(acac)2为铜源,制备完全无氯 CuY催化剂时, NH4+是形成 Cu+活性中心的必须条件,且 NH4+交换度直接影响催化剂 CuY的催化活性.     

焙烧温度对TiO2-Al2O3催化剂制备的影响

研究了焙烧温度对催化剂活性、比表面和物相的影响,结果表明随着焙烧温度的增加,由T1～T6活性明显变化,T1焙烧的样品活性偏低,T2～T4焙烧的样品活性最高,T5～T6焙烧的样品活性下降;比表面和物相检测结果表明随着焙烧温度的增加,比表面逐渐下降,催化剂中的偏钛酸物相也由此转变为锐钛矿型TiO2,拟簿水铝石(AlOOH)转变为γ-Al2O3.催化剂活性与比表面、物相有一定的对应规律关系.     

碱性沸石催化对二甲苯-甲醇侧链烷基化反应的特性

用离子静电势、弱酸中毒法及红外光谱法表征了交换型和浸渍型碱金属离子沸石的酸碱性,并将其与对二甲苯-甲醇的侧链烷基化反应的活性和选择性相关联。结果表明,反应活性和选择性与催化剂酸碱性之间有较好的关系。Rb~+,Cs~+浸渍的LiX,NaX,KX沸石,通过Rb~+,Cs~+离子与体系的相互作用,被“诱发”成为有明显碱性功能的沸石催化剂。从红外光谱观察到碱金属离子沸石有一定强度的碱中心吸收带。还观察到LiX,NaX沸石上的呲啶吸附中心。     

碱金属卤化物与NaA分子筛之间的固态离子交换反应

在低于碱金属卤化物熔点的温度下热处理碱金属卤化物和脱水NaA分子筛干混样品时,一部分分散到分子筛内孔的金属离子能够与脱水分子筛进行程度不同的固态离子交换反应,生成的非挥发性NaCl产物将扩散到分子筛笼外单独结晶或剩余的原卤化物形成溶体.热处理温度愈度,离子交换度愈大;在一定温度下热处理干混样品,存在最大离子交换度.     

冠醚配合物热力学性质的研究 Ⅵ.几种冠醚配合物的CNDO/2计算

本文用CNDO/2方法从理论上探讨了碱金属离子Na~+,K~+和Ca~+与2,3-苯并-8,11,15-三甲基-18-冠-6(简称BC3-18C6)在溶液中发生的配位反应,计算了配位反应中CNDO总能量的变化,再现了量热法所得出的碱金属离子Na~+,K~+和Cs~+与BC3-18C6在溶液中生成配合物的稳定性次序:K~+>Na~+>Cs~+. 所计算的配位能和配合物的水化能表明,在水溶液中碱金属水合离子与冠醚配位,形成稳定的二水配位的碱金属离子冠醚配合物[M(BC3-18C6)(H_2O)_2]~+. 碱金属离子与冠醚中的氧形成的金属-氧键不如其水合物中的金属-氧键强.碱金属离子能与冠醚配位形成稳定的配合物主要是由于配体的大环效应和配合物的溶剂化作用.     

CuCl2和HY分子筛的表面反应及Cu/Y分子筛的制备及其催化甲醇氧化羰基化

以CuCl₂为前驱物与HY分子筛进行固相离子交换制备了Cu/Y催化剂,采用热重方法研究了CuCl₂与HY分子筛的表面固相离子交换反应,结合活性测试表明催化剂中高度分散的CuCl和离子交换形式的Cu⁺物种是甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化活性中心。X射线光电子能谱表征和元素分析结果表明,活性金属Cu主要以CuCl形式存在于分子筛外表面,而在分子筛笼内则以交换的Cu⁺和少量吸附的CuCl形式存在。与以CuCl为交换铜源所制催化剂相比,以CuCl₂为铜源制备的催化剂Cu含量低,催化活性更高。     

固相配位化学反应研究XXXIV. 室温下六氰合铁(II)及(III)酸钾 的固相酸碱反 应

本文研究了室温时K~3Fe(CN)~6,K~4Fe(CN)~6在酸碱条件下发生的固相配位化学反应。结果表明:K~3Fe(CN)~6与NaBH~4固相混合物室温下不反应,但加入固体氢氧化钠后,K~3Fe(CN)~6与NaBH~4的固相氧化还原反应在室温下很容易进行。K~4Fe(CN)~6与K~2S~2O~8的固相氧化还原反应在室温下能顺利进行,但当固体KOH存在时,反应明显受到抑制。K~3Fe(CN)~6与K~2C~2O~4.H~2O室温下无反应,但与H~2C~2O~4.2H~2O在室温时即发生固相取代反应。     

Cu(Ⅰ)Y分子筛表面酸性对其吸附脱硫性能的影响

用固相离子交换(SSIE)和液相离子交换(LPIE)法制备了不同离子交换度的Cu(Ⅰ)Y分子筛,采用吡啶吸附红外光谱(Py-IR)表征了分子筛的表面酸性,并用固定床吸附穿透实验评价了分子筛的吸附脱硫性能.结果表明,不同的离子交换法改性后,Cu(Ⅰ)Y分子筛仍然保持了完整的Y型分子筛结构.Cu+的交换量和表面酸性的分布显著地影响分子筛的吸附脱硫性能,固相离子交换后随离子交换度的增加,分子筛表面Br(o)nsted (B)酸逐渐转化为Lewis (L)酸,吸附性能增强.对不同离子交换法制备的Cu(Ⅰ)Y分子筛吸附脱硫性能与表面酸性关联后,发现分子筛表面B酸量减少,提高了分子筛的吸附脱硫活性.     

固相配位化学反应研究XXXIV. 室温下六氰合铁(II)及(III)酸钾 的固相酸碱反 应

本文研究了室温时K~3Fe(CN)~6,K~4Fe(CN)~6在酸碱条件下发生的固相配位化学反应。结果表明:K~3Fe(CN)~6与NaBH~4固相混合物室温下不反应,但加入固体氢氧化钠后,K~3Fe(CN)~6与NaBH~4的固相氧化还原反应在室温下很容易进行。K~4Fe(CN)~6与K~2S~2O~8的固相氧化还原反应在室温下能顺利进行,但当固体KOH存在时,反应明显受到抑制。K~3Fe(CN)~6与K~2C~2O~4.H~2O室温下无反应,但与H~2C~2O~4.2H~2O在室温时即发生固相取代反应。     

NH_4~+交换度对CuY催化剂上甲醇氧化羰基化反应性能的影响（英文）

碳酸二甲酯(DMC)是一种应用极其广泛的绿色化工产品,其中经济、绿色的甲醇氧化羰基化合成DMC工艺极具工业前景,而Y分子筛负载铜(CuY)是有效催化剂之一.众所周知,CuY催化剂上的Cu~(+)是催化活性中心.Cu~(+)催化活性中心的引入方式用两种:(1)CuCl直接与HY分子筛固相离子交换;(2)Cu~(2+)与NaY分子筛溶液离子交换,然后Cu~(2+)自还原生成活性中心Cu~(+).在无溶剂条件下制备CuY催化剂时,载体HY分子筛中的可交换位H+量是决定催化剂CuY氧化羰基化催化性能的关键因素.文献通过以不同硅铝比的HY分子筛为载体制备的催化剂CuY,研究铜离子可交换位H+量对氧化羰基化的影响,然而,硅铝比的不同也直接影响了分子筛骨架的组成、Si–O–Al的键角、甚至影响了Al~(3+)的分散度,这些因素都直接影响了CuY催化剂活性.因此,研究NaNH_4Y分子筛载体中的可交换位(NH_4~+)的量与CuY催化剂活性间的关系具有非常重要的意义.本文将NaY分子筛与不同浓度的NH_4NO_3溶液进行离子交换,制得具有不同NH+4交换度的NaNH_4Y分子筛,以其为载体,以具有易升华、易分解性质的乙酰丙酮铜Cu(acac)2为铜源,在无溶剂条件下,高温热处理二者固相混合物,NaNH_4Y分子筛中的NH_4~+与Cu(acac)_2中的Cu~(2+)发生了离子交换,Cu~(2+)进一步发生自还原生成活性中心Cu~(+),成功地制备了完全无氯的CuY催化剂,应用于催化常压甲醇氧化羰基化合成DMC过程,研究NaNH_4Y分子筛中的铜离子可交换位NH_4~+与催化剂CuY催化性能间的关系.通过各种表征及对CuY催化剂在甲醇氧化羰基化过程中催化活性分析发现,Y分子筛经过NH_4NO_3溶液离子交换及催化剂的制备过程,其八面沸石结构和孔道保持良好.以未经过离子交换的NaY负载的CuY催化剂上的铜物种完全以CuO形式存在,且没有催化活性.随着NH_4~+交换度增加,CuY催化剂表面CuO含量逐渐降低,而活性中心Cu~(+)含量逐渐增加,且其催化活性也随之增加.当NH_4~+交换度趋于极限值时,CuY催化剂中Cu~(+)含量达最大,其催化活性也达最佳,DMC的时空收率和选择性分别为267.3mg/(g·h)和68.5%,甲醇转化率为6.9%.因此,无溶剂条件下,以NaNH_4Y分子筛为载体,Cu(acac)_2为铜源,制备完全无氯CuY催化剂时,NH_4~+是形成Cu~(+)活性中心的必须条件,且NH_4~+交换度直接影响催化剂CuY的催化活性.     

塑料裂解碳的反应活性及结构分析

对2种无氯塑料裂解残碳的反应活性进行测试,结果表明,塑料裂解残碳的反应活性要强于焦炭.分形理论分析结果表明塑料裂解碳的孔隙率大、比表面大,这有利于气固相反应的进行.