Iron oxide nanoparticles supported on NH2- and COOH-functionalized SBA-15

Iron modified NH₂- or COOH- functionalized SBA-15 is characterized by XRD, N₂-physisorption, TPR-TG, FTIR, M?ssbauer spectroscopy and methanol decomposition. The material obtained from COOH-functionalized silica exhibits the highest catalytic activity.     

Preparation and Characterization of Divanadium Pentoxide Nanowires inside SBA-15 Channels

One-dimensional V2O5 nanowires have been synthesized inside the channels of mesoporous silica SBA-15 through chemical approach, which involves aminosilylation of silanol groups on the silica surface, anchoring of isopoly acid, H6V10O28, by neutralization of basic amine groups, and thermal decomposition. The formation and physicochemical properties of the nanowires were monitored and studied by TG-DTA, variable temperature in situ XRD, TEM, N2 sorption measurements and UV-Vis DRS. The results indicate that V2O5 nanowires formed within SBA-15 channels belong to orthorhombic polycrystal domains. The oxygen-to-metal charge transfer band of V2O5 nanowires shows a blue shift in comparison with bulk V2O5, which clearly exhibits the quantum size effect of nanowires.     

高度分散的MnxOy/SBA-15的制备及其催化性能

采用溶液浸渍法将乙酰丙酮锰或硝酸锰的糠醇溶液分别灌注到SBA-15的孔道内,一定条件下将糠醇碳化后再将碳烧除,即可得到高度分散的MnxOy/SBA-15复合催化剂.用X射线衍射、透射电镜和N2吸附-脱附等手段对样品进行了表征.结果表明,SBA-15负载MnxOy后,不仅依然保持高度有序的孔道结构、较大比表面积和孔容,而且MnxOy在SBA-15孔道内部高度分散.乙苯的催化氧化反应结果表明,该催化剂尤其是用乙酰丙酮锰做锰源时具有很高的催化活性和选择性.     

混合稀电解质条件下合成球状SBA-15粒子

在酸性合成法基础上, 不添加有机共溶剂和其它模板剂, 通过加入少量NH4F和Cu(NO3)2得到了分散的球状形貌SBA-15粒子. 对所得样品用小角X射线衍射(XRD)、N2吸脱附曲线、扫描电镜(SEM)进行表征, 讨论了不同电解质对样品形貌和孔结构的影响. 结果发现, 随着酸浓度增加, 得到了分散的规则六边形SBA-15粒子, 而加入一定量的氟化铵则得到了球形纠结状形貌的SBA-15. 实验表明, 氟离子在形成球状粒子的过程中起主要作用, 而Cu2+阻碍了球状粒子的纠结. 随着Cu2+浓度的增加, 部分硅源不能参与自组装生成SBA-15, 其原因可能是Cu2+与模板剂中亲水的聚氧乙烯形成PEO/Cu2+端基, 影响了硅源正常的缩聚.     

SBA-15负载钒氧化物催化剂上甲烷选择氧化反应

对SBA-15负载的钒、钼、钨氧化物催化的甲烷选择氧化反应性能进行了比较,发现VO_x/SBA-15催化剂优于MoOx/SBA-15和WOx/SBA-15催化剂.针对钒氧化物催化剂,考察了不同钒源、不同载体以及少量P元素的添加对催化性能的影响,结果表明以SBA-15为载体的催化剂的性能好于MCM-41和Cab-O-Sil为载体的催化剂;与V₂O₅,VO(C₂O₄)相比,NH₄VO₃是制备性能良好的VO_x/SBA-15的钒源;在VO_x/SBA-15中,添加少量P元素后,HCHO的选择性有一定程度的提高.XRD,N₂物理吸附、UN-Raman和H₂-TPR表征结果表明,负载量低于3 wt%时,钒组分可能主要以高分散的单核的VO_x物种存在,我们推测该物种对甲烷选择氧化制甲醛起关键作用.     

SBA-15介孔分子筛担载的钒基氧化物催化剂对乙烷选择氧化性能

用等体积浸渍法制备了SBA-15担载的钒基(V/SBA-15)和钾修饰的钒基氧化物(K-V/SBA-15)催化剂, 使用氮气吸附、小角X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和紫外激光拉曼光谱对这些催化剂的结构进行表征, 并评价了这些催化剂对乙烷选择氧化的活性与选择性. 实验结果表明介孔结构SBA-15对乙烷选择氧化的活性优于常规的SiO2; 对于SBA-15担载的V/SBA-15和K-V/SBA-15催化剂, 极低钒担载量(nV:nSi≤0.1:100)时隔离的四配位钒氧化物是乙烷选择氧化生成醛类化合物的活性物种, 高钒担载量(nV:nSi≥2.5:100)时聚合的和微晶态的钒氧化物是乙烷氧化脱氢或深度氧化的活性物种.     

Oxidation of carbon black,propene and toluene on highly reducible Co/SBA-15 catalysts

Different cobalt loadings (3, 6, 12, 24 wt%) were impregnated using the double-solvent technique on SBA-15 calcined at 500 °C presenting a high specific surface area. The impregnated solids were stabilized at 450 °C in the air. The impregnation of cobalt led to the incorporation of cobalt oxide nanoparticles in the mesoporosity of the SBA-15. The cobalt nanoparticles were easily reducible compared to similar solids prepared by different methods. The presence of these nanoparticles enhanced significantly the reactivity of the catalysts in the considered reaction. The addition of more than 12 wt% of cobalt did not enhance the catalytic reactivity due to the deposition of cobalt oxide species on the surface of the support. The cobalt-impregnated solids are efficient in decreasing the oxidation temperature of different probe molecules and are totally selective towards the formation of CO₂ and H₂O.     

介孔材料SBA-15改性的复合凝胶聚合物电解质的制备及性能

以聚(甲基丙烯酸甲酯-聚乙二醇二甲基丙烯酸酯)(P(MMA-PEGDMA))共聚物为基体,介孔硅分子筛SBA-15为无机填料制备了复合凝胶聚合物电解质.采用原子力显微镜(AFM)、热重分析(TG)和交流阻抗(AC)等技术对其形貌、热稳定性及电化学性能进行了研究.结果表明:无机填料SBA-15与聚合物基体有较好的相容性;SBA-15的加入改善了聚合物电解质的热稳定性,提高了离子电导率,当W(SBA-15)=0.03时,离子电导率达最大值3.68×lO-3S/cm;并且掺杂SBA-15后,聚合物电解质的电化学稳定性得到了提高,其电化学稳定窗口为4.9V(vs Li /Li),可满足高性能锂离子电池的要求.     

骨架掺杂La／SBA-15介孔分子筛的合成与表征

以三嵌段共聚物P123为模板剂,正硅酸乙酯作为硅源,利用水热法,于80℃晶化合成了骨架掺杂La/SBA-15介孔分子筛,其结构经UV-Via,XRD,FT-IR,TEM和N2等温吸附-脱附法表征.结果表明,La离子直接进入了SBA-15分子筛的骨架;La/SBA-15分子筛具有规则的六方孔道结构,较高的比表面积(566.5 m2·g-1)和孔容(0.50 cm3·g-1),孔半径主要集中在1.70 nm.     

微波法直接合成Ce/SBA-15介孔分子筛

以三嵌段共聚物(P123)作为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,利用溶胶凝胶法,在微波条件下快速地将Ce金属离子直接掺杂到SBA-15介孔分子筛骨架中。通过X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶变换红外(FT-IR)、紫外可见漫反射(UV-Vis)、透射电镜(TEM)和N2的等温吸附-脱附法等手段对合成的样品进行表征。结果表明:稀土Ce金属离子以Ce3 ,Ce4 两种价态存在于SBA-15介孔分子筛中。合成的Ce/SBA-15分子筛具有规则六方孔道结构,较高的比表面积和孔容(分别为714.85 m2.g-1和0.67 cm3.g-1),其孔半径主要集中在1.8 nm。     

SBA-15中异双核金属配合物的结构和催化性能

合成了四个具有混合价态的大环d-f异双核配合物[M1M2L](NO3)(H2O)n(L代表配体).采用浸渍法将四个d-f异双核配合物分别固载在中孔分子筛SBA-15上制得负载催化材料.SBA-15采用微波加热法合成.IR、UV-vis、 XRD、 ICP-AES和 TG/DTA技术表征表明,异双核配合物被固载后,配合物结构仍保持完整.以环己烷氧化为探针反应, 考察了上述负载催化材料的催化性能,并分析了不同金属离子或取代基对催化剂活性及选择性的影响.同时还系统考察了溶剂、反应时间、反应温度、对环己烷氧化反应的影响.结果表明,该催化剂在环己烷氧化反应中具有较好的活性及稳定性.     

一种新的高活性CO氧化催化剂Ag/SBA-1

 以SBA-15为载体,采用后修饰法制备了Ag/SBA-15催化剂. XRD和TEM结果表明,金属Ag粒子均匀分散于SBA-15的纳米孔道中,粒子平均大小为4～5 nm. 同时,负载金属Ag纳米粒子后,载体的介孔结构仍然能很好地保持. CO催化氧化测试结果表明,Ag/SBA-15具有很高的催化活性,120 ℃时就能使CO完全氧化. 而在富H2气氛下,80 ℃时CO的转化率达到最大值(48%),此时O2的选择性为28%. 高温H2还原是活化Ag/SBA-15的必要步骤.     

SBA-15 supported HPW: Effective catalytic performance in the alkylation of phenol

SBA-15 was synthesized using non-ionic surfactant as the structure directing agent at 40 °C. It was then impregnated with different loadings (10, 30, 50 and 70%) of phosphotungstic acid. They were characterized by XRD, N₂ adsorption, FT-IR and DRIFT techniques. The physicochemical characterization revealed that SBA-15 could accommodate discrete phosphotungstic acid due to its large pore volume and high surface area. The catalytic activity of these materials was examined in the vapour phase tert-butylation of phenol using tert-butyl alcohol as the alkylating agent. The influence of reaction parameters such as reaction temperature, reactant feed ratio, WHSV and time on stream was studied, and the results were correlated with physicochemical characteristics of the catalysts. 4-tert-Butyl phenol was observed as the major product with high selectivity. Among the catalysts, 30% phosphotungstic acid supported SBA-15 showed high phenol conversion under optimum conditions, which is significantly higher than either phosphotungstic acid loaded mesoporous AlPO or AlMCM-41.     

六方平板状氨基-甲基双官能化SBA-15的合成及对胆红素的吸附

以氨丙基甲基二乙氧基硅烷和正硅酸乙酯为硅源,三嵌段共聚物P123为模板剂,无机盐KCl为助剂,酸性条件下一步法合成了氨基-甲基双官能化SBA-15（AMS）. XRD,FTIR,BET,29Si MAS NMR,SEM及HRTEM等表征结果表明：无机盐不仅提高了AMS材料的介孔有序度,而且控制样品形貌从六方平板状向纤维状转变. 胆红素吸附实验表明：六方平板状AMS比纤维状AMS和纯SBA-15具有更快的吸附速率和更大的吸附容量,这可能是六方平板状形貌易于胆红素扩散以及双官能基团（甲基,氨基）增加了对胆红素吸附作用力的结果.     

SBA-15的硅烷化对钴基催化剂费-托合成性能的影响

以未硅烷化和硅烷化的SBA-15为载体,采用满孔浸渍法制备了钴基费-托合成催化剂,通过元素分析、N_2吸附-脱附、X射线衍射、H_2程序升温还原、H_2程序升温脱附以及氧滴定等手段对催化剂进行了表征.催化剂的费-托合成活性测试在固定床反应器上进行.研究表明,对于SBA-15硅烷化后制备的催化剂,金属钴与载体之间的相互作用降低,氧化钴的还原度增加.随着三甲基氯硅烷用量的增加,三甲基硅基的表面覆盖度增加,钴的晶粒直径增大.硅烷化后的催化剂的高活性归因于高的还原度.而C_(5+)选择性的增加则归因于钴晶粒直径的增大.     

原位还原法制备SBA-15介孔分子筛负载纳米银颗粒

利用一种温和的还原剂六亚甲基四胺(HMT)通过一步合成的方法制备了介孔Ag/SBA-15分子筛, 采用粉末X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和氮气吸附/脱附等手段对样品进行了表征. 样品的比表面积为525 m²/g, 平均孔径为5.4 nm. 用XPS、广角XRD和高分辨TEM等手段证实样品中的银为金属态的纳米颗粒. 研究结果表明, 以六亚甲基四胺为还原剂通过原位还原的方法能使银纳米颗粒较好地分散到介孔材料的孔道中.     

镧助剂对模拟生物沼气重整制备合成气中Ni/SBA-15催化剂结构和性能的影响

以介孔分子筛SBA-15为载体, 采用浸渍法制备了镍质量分数(w)为12.5%, 并且分别添加质量分数(w)为2.5%的镧、铈、镁、钙、锶等助剂的系列Ni基催化剂. 以CH4/CO2体积比为2:1的模拟生物沼气和适量氧气作为原料气, 在常压固定床反应器上评价了催化剂对模拟生物沼气重整制合成气的反应性能. 采用X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附/脱附、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及H2程序升温还原(H2-TPR)等对催化剂的结构进行了表征. 催化活性评价显示, 添加镧助剂的2.5%La/12.5%Ni/SBA-15催化剂比添加铈、镁、钙、锶等助剂的催化剂具有更高的催化活性, 并且具有很好的稳定性. 因此, 文中着重研究了镧助剂对催化剂结构和模拟生物沼气重整制合成气的反应性能的影响. 结果表明, 镧能明显提高Ni/SBA-15催化剂的表面镍含量, 同时还具有很好的抗积炭作用, 在850 ℃的温度下反应820 h没有发现积炭生成, 这些可能是提高催化剂性能和稳定性的重要因素.     

一步法直接合成有机季铵功能修饰的介孔分子筛SBA-15

以P123 嵌段共聚物为模板剂, 3-三甲基丙基氯化铵三甲氧基硅烷(TMAPS)为修饰剂, 酸性条件下一步法直接合成了有机季铵基团功能修饰的SBA-15, 并通过XRD、TEM、N2吸附-脱附、Raman 光谱等对功能化样品的结构和性质进行了表征, 对一步法合成TMAPS 修饰的SBA-15 的可能反应机理进行了探讨. 修饰后的SBA-15 仍然保持了二维六方特征介孔结构, 随着TMAPS负载量的增大, SBA-15 孔道有序度下降, 孔径、孔容和比表面积也随之下降. 有机季铵基团在SBA-15 孔道表面均匀分散, 可与HAuCl4通过快速离子交换制备Au 颗粒高度分散的Au-SBA-15.     

羧基官能化SBA-15型介孔分子筛的小角X射线散射研究

使用小角X射线散射(SAXS)技术对共缩聚法制备的羧基官能化SBA-15介孔分子筛进行了表征,利用相关函数理论和弦长分布理论获得了羧基化分子筛的孔结构、界面和周期性信息,辅以常规的氮气吸附-脱附测试,并将基于Barrett-Joyner-Halenda(BJH)模型计算的孔结构与弦长分布理论得到的结果进行比较.结果表明:除了羧基引入量高达50%(摩尔分数,相对无机硅源)的样品外,随着羧基引入量的增加所有羧基官能化SBA-15均能保持较高的有序结构且有序度变化不大.所有样品的Porod曲线均无明显偏离,羧基基团倾向于进入介孔的骨架结构而不仅仅是键合在表面的Si—OH上.利用弦长分布法,无需建立模型,可以得到独立的孔壁厚度分布和孔径分布,尤其是其它方法无法给出的孔壁厚度分布,对于进一步认识有序介观结构材料有很大帮助.