双杂原子Ti-V-β沸石的合成、表征及催化性能研究

以白炭黑(二氧化硅)为硅源、四乙基氢氧化铵为模板剂、硫酸钛为钛源、偏钒酸铵为钒源、氟化钠为矿化剂,采用水热法合成了Ti-V-β沸石。探讨了合成条件对Ti-V-β沸石形成的影响。运用XRD、IR、UV-Vis固体漫反射光谱、TG/DTA、SEM+EDS和ICP等测试技术对样品进行了表征并测定了样品中Ti和V的含量。结果表明,按下列化学组成配制初始反应混合物：n(SiO₂)∶n(V₂O₅)∶n(TiO₂)∶n[(TEA)₂O]∶n(H₂O)∶n(NaF)=60∶(0.05～1.2)∶(0.1～2.4)∶(12～18)∶(450～720)∶(4～14),可制备出Ti-V-β沸石,Ti和V原子进入了沸石骨架。对样品在以H₂O₂为氧化剂氧化苯乙烯反应中的催化活性作了初步考察,结果表明,Ti-V-β沸石具有很高的催化活性,在下列反应条件下：v(H₂O₂)/v(ph CH=CH₂)=2.6,V(acetone)/v(phCH=CH₂)=10,m(cat)/v(phCH=CH₂)=0.003 g·mL^-1,T=80 ℃,t=6 h,苯乙烯的转化率98.16%。产品的选择性为：苯甲醛68.15%,苯乙醛23.35%,苯乙酮6.61%。     

Cr-β沸石的合成与催化性能研究

在SiO₂-Cr₂O₃-(TEA)₂O-Na₂O-H₂O体系中，以四乙基氢氧化铵(TEAOH)为模板剂合成了Cr-β沸石，用XRD、IR、SEM及DTA-TGA等方法对样品进行了表征，探讨了反应混合物组成对Cr-β沸石晶化的影响，初步考查了Cr-β沸石催化苯酚与过氧化氢的羟基化反应活性。     

微波场中T型分子筛的合成及晶化研究

研究了微波场中T型分子筛的结晶过程。考察了微波加热体系中合成参数如合成时间、溶胶组成、反应压力和模板剂用量对分子筛晶化的影响。微波加热的主要优点是减少合成时间,无模板剂的溶胶在普通加热条件下的晶化时间需要120 h,而在微波场中则仅需要20～25 h。另一方面,由于微波的快速加热特性促进了稳定相钙十字沸石的生成,从而减小了次稳定相T型分子筛的结晶区间。在未添加模板剂条件时,100 ℃下微波水热合成T型分子筛的结晶区间为：20≤n_SiO2/n_Al2O3≤22和0.31≤ n_M2O/n_SiO2≤0.33(其中M₂O=Na₂O+K₂O, n_Na/n_K=3和n_M2O/n_SiO2=11.70)。在普通加热和微波加热合成体系中,添加模板剂均能扩大结晶区间,同时还可以进一步减少合成时间。     

类固相法快速合成高钙镁离子交换性能的P型分子筛

以硅铝干凝胶为硅源和铝源,氢氧化钠为碱源,采用类固相法快速合成了P型分子筛,并通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等手段对产品进行了表征分析。结果表明,硅铝干凝胶的组成n_SiO2/n_Al2O3=5,晶化时间和晶化温度分别为3 h、140℃,原料的组成n_Na2O/n_SiO2、n_H2O/n_SiO2=18.51时,可制备形貌均一、结晶良好的P型分子筛产品。与传统水热法相比,该方法极大地减少了合成过程的用水量,缩短了晶化时间,提高了产品的钙镁离子交换性能,从整体上优化了P型分子筛的合成工艺。     

MFI沸石纳米片及b轴取向MFI沸石薄膜的制备

我们通过自下而上（bottom-up）的方法制备了高宽深比、高结晶度的b轴方向上超薄的MFI沸石纳米片,为制备b轴取向MFI沸石薄膜提供了基础。采用滑动涂覆法（slip coating method）在玻璃片载体上制备了厚度约为100 nm的b轴取向MFI纳米片晶种层。采用无模板剂二次生长法,抑制晶种层面外孪晶生长,实现了晶种层的面内外延生长。在合成体系的n_SiO2：n_Na2O：n_{C2 H5 OH}：n_{H2 O}=1：0.03：1.3：0.89、晶化时间48 h、晶化温度180℃时,制备了厚度约为200 nm的连续致密的b轴取向MFI沸石膜,与基于四丙基氢氧化铵（TPAOH）的常规合成溶液水热二次生长制备的MFI沸石膜相比,厚度降低了90%,并且保持了晶种层的b轴取向性。     

层状硼酸铍H2BeB4O8的合成与结构

在硼酸介质中合成了一种新的具有层状结构的多硼酸铍H₂BeB₄O₈,并利用多晶X射线衍射方法确定了晶体结构。H₂BeB₄O₈的空间群为P2₁/n,晶胞参数a=17.7564(2)?,b=4.2948(1)?,c=7.1532(1)?,β=96.8797(9)°。H₂BeB₄O₈的层状结构由双三元环[BeB₄O₁₁]构成,层之间通过垂直于层平面的羟基所形成的氢键连接成三维结构。     

T型分子筛膜的合成、表征与渗透汽化性能

采用二次生长法,在不锈钢、α-Al₂O₃和莫来石多孔管状支撑体上分别合成了高渗透汽化性能的T型分子筛膜。考察了合成条件如合成时间、n(SiO₂)/n(Al₂O₃)、n(H₂O)/n(Al₂O₃)和硅源等对T型分子筛膜形成和分离性能的影响。通过XRD和SEM表征了膜的晶相和形貌。     

斜发沸石的合成研究

采用水热法，分别在物质量的比为2.1Na₂O∶10SiO₂∶Al₂O₃∶110.1H₂O和1.05K₂O∶1.05Na₂O:12SiO₂∶Al₂O₃∶250H₂O的条件下合成出较高纯度斜发沸石，研究了斜发沸石合成的各种影响因素。结果表明，在140、160和180 ℃条件下均能合成出斜发沸石，且提高温度可以缩短斜发沸石的晶化时间；反应混合物的硅铝物质量的比应控制在10～12之间；碱度的降低会导致晶化时间延长，过高的碱度则导致晶种溶解；反应混合物中K⁺的存在利于斜发沸石的晶化。合成斜发沸石对海水中K⁺饱和吸附量达 38.60 mg·g^-1以上，其吸附性能显著优于文献报导的天然斜发沸石。     

Al3+掺杂对Li2FeSiO4结构和电化学性能影响的研究

以CH₃COOLi·2H₂O、C₆H₈O₇·H₂O、FeC₆H₅O₇·5H₂O、Al₂(SO₄)₃·18H₂O和C₈H₂₀O₄Si为起始原料,采用水热辅助溶胶凝胶法及二次煅烧合成了Li₂Fe_1-xAl_xSiO₄/C(x=0.00、0.01、0.03、0.05)正极材料。用IR、XRD、FE-SEM、EDS等方法对材料的晶体结构进行了表征,用ZetaPAL粒度分析仪测量了其粒径分布范围,用SQUID(超导量子干涉仪)测定了样品的磁性,用恒流充/放电对其电化学性能进行了测试。结果表明：n_乙酸锂∶n_柠檬酸=4∶1、掺Al³⁺量为3%,80 ℃回流24 h,350 ℃恒温煅烧5 h,700 ℃恒温13 h,所得试样颗粒集中分布在150 nm左右且未出现团聚。在0.1C(16 mA·g^-1)、0.2C、0.5C下的首次放电比容量为127 mAh·g^-1、103.6 mAh·g^-1和91 mAh·g^-1,15次循环后无明显衰减,具有很好的循环稳定性。     

间歇式水热合成制备丝光沸石膜及其异丙醇脱水应用

采用市售廉价大孔α-Al₂O₃管作为基质材料，通过热浸渍法在管外表面涂敷晶种，随后在无模板剂体系下，利用新型的间歇式水热合成法制备丝光沸石膜。对比了传统加热和间歇式加热对丝光沸石膜形貌、结构及渗透蒸发异丙醇脱水分离性能的差异。考察了合成液中Na₂O/SiO₂、SiO₂/Al₂O₃和NaF/SiO₂物质的量之比在间歇式水热合成下对丝光沸石膜的影响。研究结果表明，当合成液中Na₂O/SiO₂、SiO₂/Al₂O₃和NaF/SiO₂物质的量之比分别为0.24、16.7和0.25时，制备的丝光沸石膜渗透蒸发异丙醇脱水分离性能最佳，在75℃下，对异丙醇/水(9∶1，w/w)的渗透通量达5.60 kg·m^-2·h^-1，水对异丙醇的分离因数大于10 000。     

Keggin类杂多化合物催化环氧化环戊烯的谱学研究

报道了一系列Keggin 类杂多化合物与H₂O₂ (30%)催化氧化环戊烯. 其中两缺位的 [γ-SiW₁₀(H₂O)₂O₃₄](Bu₄N)₄ 的催化活性最好, 环戊烯转化率为90%, 环戊烯环氧化物的选择性为98%. 反应前后的UV-vis, FT-IR分析表明, 反应后催化剂的结构保持, 没有发生降解. 在以磷为中心原子的磷系Keggin 杂多酸复合溴代十六烷基吡啶中, 钼钨混合型的催化活性优于钨磷酸(H₃PW₁₂O₄₀•mH₂O)和钼磷酸(H₃PMo₁₂O₄₀•mH₂O)的. 而在十一种钼钨混合型的含磷杂多化合物H₃PMo_12－nW_nO₄₀•mH₂O中, 当n＝6时的H₃PMo₆W₆O₄₀•mH₂O显示出了最好的活性. 我们采用UV-vis, FT-IR and ³¹P NMR 等谱学方法表征了新鲜的催化剂和处于反应状态下的催化剂. 发现在反应条件H₂O₂ (30%)的量是催化剂的50倍时, H₃PMo₆W₆O₄₀•mH₂O全部降解成数种含磷的物种, 这些含磷物种可能包含反应中最具催化活性的物种. 而在此条件时, 发现H₃PW₁₂O₄₀•mH₂O降解得很少, 只有一种磷钨氧物种生成, 但不是Venturello-Ishii催化体系中的活性物种{PO₄[WO(O₂)₂]₄}^3－.     

溶胶凝胶法制备Nd2O3改性钛酸钡陶瓷的研究

The technological condition for the preparation of BaTiO₃ ceramics doped with Nd₂O₃ by Sol-Gel was deter-mined through orthogonal experiment. When n_Ba(Ac)2∶n_Ti(OC4H9)4∶n_Nd2O3∶n_{CH3(CH2)2CH2OH}∶n_H2O=1.00∶1.00∶0.003∶7.30∶37.04, pH=3.5,T=25℃,the light-yellow-transparent-stable solution and thorough transparent gel was generat-ed, the transforming time of solution to gel was 25h. The crystal structure and particle size of BaTiO₃ ceramics doped with Nd₂O₃ were studied by SEM and X-ray respectively, the type of the crystal was tetragonal, the particle size was about 24.7nm. The dielectric constant (ε) and dielectric loss (tanδ) of BaTiO₃ ceramics doped with Nd₂O₃ were determined between 10⁴～10⁶Hz, and the results showed that the dielectric constant was increased obviously, the dielectric loss was decreased clear and the resistivity (ρ_V) was also decreased noticeably.     

由草酸及双咪唑基配体构筑的二维锰(Ⅱ)配位聚合物的水热合成及晶体结构

通过水热法合成了一个新的金属-有机配位聚合物[Mn(C₂O₄)(bimb)]_n·0.25nH₂O(H₂C₂O₄=草酸,bimb=1,4-双(咪唑基-1-基)丁烷)。并对其进行了元素分析、红外光谱、紫外光谱、热重和X-射线单晶衍射测定。该配合物属于三斜晶系,P1空间群。在晶体结构中,锰原子为六配位与来自2个不同的C₂O₄^2-配体上的4个羧基氧原子和来自2个bimb配体上的2个氮原子配位,呈现畸变的八面体几何构型。     

原位脱羧制备的配合物(HP2W18O62)(C6H6NO2)5·2H2O: 结构、光谱及电化学性能

采用水热法将钨酸钠和浓磷酸与有机配体吡啶-2, 6-二羧酸通过原位脱羧制得配合物(HP₂W₁₈O₆₂)(C₆H₆NO₂)₅·2H₂O (1), 并用红外光谱、紫外光谱、循环伏安(CV)和X射线单晶衍射等方法进行了表征。分子中的2-吡啶甲酸来源于吡啶-2, 6-二羧酸 的脱羧反应。化合物1属于单斜晶系, 空间群P2₁/n, 晶胞参数分别为:a=1.553 3(2) nm, b=2.006 3(3) nm, c=2.759 9(4) nm, β=103.981(2)°, Z=4, F(000)=8 816。分子间氢键和2-吡啶甲酸与杂多化合物间的弱相互作用使该化合物具有3D超分子结构。CV结果表明, 化合物1有四步氧化还原反应。     

常温常压下硼磷酸盐的直接合成与形成过程研究

在常温常压条件下直接合成了硼磷酸盐NaCd(H₂O)₂[BP₂O₈]·0.8H₂O(Hexagonal，P6₁22，a=0.971 30(14) nm，c=1.613 6(3) nm，V=1.318 36(40) nm³，Z=6)和NaZn(H₂O)_2<     

二苯基四硫富瓦烯-十二钨杂多酸自由基盐的合成、性质和结构

用电结晶法合成了二苯基四硫富瓦烯(DBTTF)-十二钨杂多酸自由基盐，(DBTTF)₆HSiW₁₂O₄₀·2H₂O和(DBTTF)₆PW₁₂O₄₀·5H₂O，并用红外光谱、电子光谱和ESR谱进行了表征。测定了两个盐的磁化率、电导率和(DBTTF)₆HSiW₁₂O₄₀·2H₂O的单晶结构以及X-射线粉末衍射图。晶体属三斜晶系，P1空间群；晶胞参数为：a=13.774(2)?, b=14.196(2)?, c=15.628(3)?, α=104.48(1)°, β=103.97(1)°, γ=95.82(1)°, V=2828.4(8)?³, Z=1, Dc=2.789 mg/m³, R=0.0615。两种盐均为顺磁性物质，具有半导体的电传导性。     

两个基于2-丙基-4，5-咪唑二甲酸的锶和钡配合物的合成，结构及性质研究

基于2-丙基-4,5-咪唑二甲酸配体合成了2个新型锶和钡配合物,分别为[Sr(H₂pimda)₂(H₂O)₂]_n (1)和{[Ba(H₂pimda)₂(H₂O)₃]H₂O}_n (2),(H₃pimda=2-丙基-4,5-咪唑二甲酸),用元素分析、红外光谱、热重分析对产物进行表征,用单晶X-射线衍射方法测定了配合物1和2的晶体结构。配合物1属于单斜晶系C2/c空间群,晶胞参数：a=1.307 18(12) nm,b=1.319 13(12) nm,c=1.168 24(11)nm,β=98.477 0(10)°。配合物2属于三斜晶系P1 空间群,晶胞参数：a=1.0316 0(10) nm,b=1.054 60(10) nm,c=1.098 11(11) nm,α=75.878 0(10)°,β=78.512 0(10)°,γ=84.399(2)°。并且研究了配合物1的荧光性质。     

纳米固体超强酸SO42-/Fe2O3的制备及其催化合成乙酸乙酯

将Fe₂O₃纳米粉体经一定浓度的H₂SO₄浸泡活化后制成纳米固体超强酸SO₄^2-/Fe₂O₃,将其用于催化合成乙酸乙酯以考察其活性。利用均匀设计分析了超强酸制备过程及酯化反应过程中各因素的影响,研究结果表明较好的制备条件是:H₂SO₄浓度:2.5mol·L^-1;浸泡时间:1h;活化温度:167℃;活化时间:1h,此时获得的固体超强酸SO₄^2-/Fe₂O₃的粒径小于50nm。当催化剂用量为冰乙酸质量的5%,n(乙醇)∶n(冰乙酸)为3∶1,反应3.5h后乙酸的转化率高于80%。该催化剂经H₂SO₄溶液浸泡、活化再生后可重新使用,推断出其酸强度H₀<-14.5。     

基于1，2，4-苯三酸与[2，3-f]吡嗪并[1，10]菲咯啉配体的钴(Ⅱ)及镉(Ⅱ)配合物的水热合成与晶体结构

利用水热技术,合成了2个新的配合物{[Co(Hbtc)(Pyphen)(H₂O)]·H₂O}_n (1)和{[Cd₂(btc)(Pyphen)₂Cl]·2H₂O}_n(2) (H₃btc=1,2,4-苯三酸,Pyphen=[2,3-f]吡嗪并[1,10]-菲咯啉),并通过X-射线单晶衍射、元素分析、热重分析和荧光进行了表征。配合物1属三斜晶系,空间群P1,a=0.643 44(13) nm,b=1.202 9(2) nm,c=1.371 6(3) nm,α=95.03(3)°,β=90.46(3)°,γ=103.54(3)°,V=1.027 7(4) nm³,Z=2,CoC₂₃H₁₆N₄O₈,M_r=535.31,D_c=1.730 g·cm^-3,μ(MoKα)=0.900 mm^-1,F(000)=546,GOOF=1.089,R=0.099 2,wR=0.249 0;配合物2属三斜晶系,空间群P1,a=0.968 93(8) nm,b=1.223 82(10) nm,c=1.592 21(14) nm,α=67.486 0(10)°,β=73.158 0(10)°,γ=78.468 0(10)°,V=1.660 9(2) nm³,Z=2,Cd₂C₃₇H₂₃N₈O₈Cl,M_r=967.88,D_c=1.935 g·cm^-3,μ(MoKα)=1.432 mm^-1,F(000)=956,GOOF=1.051,R=0.077 9,wR=0.141 2。结构分析表明：配合物1为无限一维双链结构,配合物2为二维层状结构。此外,氢键和π-π相互作用在加固配合物的结构中起到重要作用。     

3-(2,4-二羧基苯基)-2,6-二羧基吡啶原位脱羧构筑两个配位聚合物的结构及磁性

通过水热法合成了2个配位聚合物:[Cu(H₂dpcp)₂]_n (1)和[Mn₂(Hdpcp)₂(H₂O)₂·2H₂O]_n (2)[H₃dpcp=5-(2,4-二羧基苯基)-2-羧基吡啶],H₃dpcp由3-(2,4-二羧基苯基)-2,6-二羧基吡啶(H₄dpdp)原位脱羧生成.X-射线单晶衍射测得2个化合物都属于单斜晶系,化合物1结晶在P2₁/c空间群,a=0.639(13) nm,b=1.835(4) nm,c=1.115(2) nm,β=102.29(3)°,Z=2;化合物2结晶在C2/c空间群,a=3.126(6) nm,b=1.004(2) nm,c=1.080(2) nm,β=93.73(3)°,Z=4.化合物1以配体H₂dpcp-桥连Cu(Ⅱ)形成一维链状结构.化合物2通过Hdpcp²-桥连Mn(Ⅱ)形成二维层状结构,并进一步通过氢键作用形成三维超分子结构.负的Weiss常数θ表明化合物2存在反铁磁耦合作用.