杂原子分子筛VIII.Ti-SiPentasil型分子筛的结构研究

本文研究了Ti-Si Pentasil型分子筛的结构。红外光谱和拉曼光谱表明,Ti-Si分子筛骨架中存在Ti-O-Si键的振动;顺磁共振谱证实Ti[4+]处在畸变四面体环境中;X射线光电子能谱进一步验证了该分子筛骨架中钛以钛氧四面体(TiO4)[4-]的形式存在;电子探针对分子筛的晶胞参数,将钛含量作为被测函数,与全硅分子筛相比,Ti-Si分子筛的单位晶胞体积是直线上升的,这与分子筛骨架中Ti对Si的取代相一致。     

Ti-Si介孔分子筛的转晶与控制

以季铵盐型阳离子Gemini表面活性剂[C16H33(CH3)2N+(CH2)6N+(CH3)2C16H33]•2Br−(GEM16-6-16)为模板剂, 改变n(Ti)/n(Si)比值, 合成了系列Ti-Si介孔分子筛. X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等表征结果表明, 在n(Ti)/n(Si)≤0.20时, 分子筛为高度有序六方介孔; 当 n(Ti)/n(Si)为 0.30时, 介孔转晶为立方相; 当n(Ti)/n(Si)为0.50时, 介孔转晶为层状相; n(Ti)/n(Si)为1.0时, 材料失去有序孔道结构. FT-IR分析表明, 在分子筛骨架间形成了Ti—O—Si键, 而且Ti—O—Si键的数目随n(Ti)/n(Si)的增加而增加, 达到一定饱和值后基本保持不变. 乙醇和丁醇对纯硅基介孔分子筛孔结构转晶控制作用呈现六方相→立方相→层状相递变规律, 因而钛酸正丁酯水解生成的丁醇对Ti-Si介孔分子筛转晶具有一定的控制作用.     

杂原子分子筛(Ⅸ)——Zr-Si Pentasil型分子筛的合成及其结构和性能的研究

以正硅酸乙酯((C_2H_5)_4SiO_4)、水玻璃、硅溶胶为硅源,四丙基氢氧化铵(TPAOH),四丁基溴化铵(TBABr)、四乙基氢氧化铵(TEAOH)和1,6-己二胺(HDA)为模板剂,使用氯氧化锆(ZrOCl_2)为锆源首次合成了Zr-Si Pentasil型分子筛,用X射线衍射、X射线电子探针、红外光谱等研究了它的结构,并在X射线衍射仪上用每阶梯0.01°的阶梯扫描方法测得Zr-Si Pentasil型分子筛的晶胞参数,结果表明Zr进入分子筛的骨架,研究了此分子筛的晶体形貌、吸附性能、憎水性、热稳定性、比表面以及表面酸性等。     

四配位Ti掺杂有机杂化介孔分子筛的直接合成与表征

以三嵌段共聚物P123为模板剂,NaCl为助剂,1,2-二(三乙氧基甲硅烷基)乙烷为硅源,在水热合成过程中引入钛源,原位一步合成了四配位Ti掺杂在骨架内的SBA-15型有机杂化介孔分子筛(Ti-PMO).利用小角X射线衍射、透射电子显微镜以及低温N2物理吸附等手段表征了Ti-PMO的晶体结构和织构性能,并利用紫外-可见漫反射光谱考察了钛源种类、钛源预水解时间、溶液酸性以及Si/Ti摩尔比对Ti存在形态的影响.研究结果表明,通过精确调控Ti-PMO的合成条件,可使钛源水解产生的低聚中间体与硅源水解产生的低聚中间体充分接触并发生共缩聚,引入的Ti原子能够最终随着水解的氧化硅物种自组装生成有序介孔结构的SBA-15型分子筛,并以四配位形式均匀分布于PMO骨架中.以Cl2TiCp2为钛源,盐酸浓度为0.18mol/L时,钛源预水解6h后加入硅源,在Si/Ti摩尔比大于20时可以得到骨架内四配位Ti掺杂的高度有序介孔结构有机杂化分子筛,其具有良好的热稳定性及水热稳定性.     

Ti在TiY分子筛骨架中的稳定性研究

采用水热法直接合成了含过渡金属Ti的杂原TiY分子筛,并通过x射线衍射仪(XRD)、X射线荧光光谱分析(xRF)、紫外可见漫反射(UV-vis-DRs)和x射线光电子能谱(XPS)对经过超稳和水热处理前后的TiY分子筛进行了表征.结果表明:少量杂原子Ti进入到分子筛的骨架后,不影响Y分子筛的晶型,水热前后TiY分子筛中的Ti含量基本相同,且水热处理后TiY分子筛中的大部分Ti仍处于分子筛骨架上.说明杂原子Ti在TiY分子筛中具有良好的骨架稳定性.     

新戊基钛在MCM-41表面的接枝反应及产物性质

采用原位红外光谱法在真空系统中考察了MCM-41分子筛表面与四新戊基钛Ti(CH2CMe3)4的反应,发现这个反应可在室温下定量进行,得到表面新戊基钛(≡Si－O)2Ti(CH2CMe3)2. 这种表面新戊基钛很容易与CH3OH、H2O和O2进一步发生反应分别得到(≡Si－O)2Ti(OCH3)2、(≡Si－O)2Ti(OH)2和(≡Si－O)2Ti(OCH2CMe3)2等表面化合物.在氧气中焙烧由(≡Si－O)2Ti(CH2CMe3)2水解所得的(≡Si－O)2Ti(OH)2可制得表面含钛MCM-41介孔分子筛（Ti-MCM-41）.元素分析、低温N2吸附-脱附、紫外可见漫反射光谱、X射线粉末衍射和FTIR等表征结果表明,接枝反应和后续的处理不破坏分子筛的介孔结构; Ti-MCM-41的比表面积和孔直径较MCM-41略有降低; Ti原子在Ti-MCM-41表面以TiO4四面体配位状态分散,并对乙烯氧化有较明显的光催化活性.论文还通过对Ti-MCM-41与水热合成骨架含钛[Ti]-MCM-41结构和光催化活性的比较,对分子筛类材料光催化作用机制进行了分析探讨.     

硅烷化对Ti/HMS分子筛催化性能的影响

分别用水热法和气相沉积法制备了Ti/HMS分子筛,采用三甲基氯硅烷(TMCS)和六甲基二硅氮烷(HMDSZ)对Ti/HMS样品进行了气相硅烷化,并用X射线衍射、N2吸附、红外光谱、29Si核磁共振和紫外-可见光谱对样品进行了表征.丙烯环氧化反应的测定结果表明,硅烷化可显著提高环氧化催化活性.水热法制备的Ti/HMS经HMDSZ硅烷化后的催化活性比经TMCS硅烷化后的稍高;气相沉积法制备的Ti/HMS经HMDSZ硅烷化后的催化活性远高于经TMCS硅烷化后的催化活性.这是由于TMCS不但能与分子筛表面的硅羟基反应,而且能破坏分子筛骨架中的Si-O-Ti甚至Si-O-Si键,形成新的羟基,导致样品的亲水性较强,同时还能对气相沉积法制备的Ti/HMS中的四配位骨架钛产生破坏作用.     

无机SiO2-TiO2前驱体体系合成高性能TS-1分子筛

 在热处理条件下,使Ti(SO4)2在多孔硅胶表面自发分散形成具有类似于钛硅分子筛催化活性中心结构单元的Si-O-Ti键的SiO2 -TiO2前驱体,将该前驱体在模板剂四丙基氢氧化铵的作用下水热晶化得到了钛硅分子筛TS-1. X射线衍射、红外光谱和扫描电镜表征表明, TS-1分子筛晶化完全,钛原子已进入TS-1分子筛骨架. 苯酚羟基化反应测试结果表明,前驱体的热处理温度对合成的TS-1分子筛的催化性能影响很大,处理温度以450 ℃为宜.     

高硅ZSM-5分子筛和二次合成Ti-ZSM-5分子筛的结构

运用度角旋转（MAS）和交叉极化（CP）等核磁共振波谱和红外光谱技术，分别对采用不同模板剂制备的高硅ZSM－5分子筛和以此为母体，经气固同晶取代法得到Ti－ZSM－5分子筛的结构特性进行了研究．结果表明：在水热法合成高硅ZSM-5分子筛过程中，模板剂明显制约着所制得的分子筛的结构特性．通过选用合适的模板剂，可直接获得具有正交晶系结构的高硅ZSM－5分子筛．在随后的气固相同晶取代过程中，钛原子通过占据分子筛骨架中的缺陷位进入骨架，形成具有一定Ti／Si比例的钛硅分子筛（Ti－ZSM－5）。骨架结构中缺陷位的含量直接影响分子筛的载钛量。     

弱酸性介质中Fe-ZSM-5型分子筛的合成与鉴定

在弱酸性介质中,NH_4F存在下,以四丙基溴化铵(TPABr)为模板剂,采用水热合成法成功地合成了Fe-ZSM-5型分子筛。合成中pH值为5—7。该分子筛原料为铵型,经高温灼烧后可直接转化为氢型。X射线衍射、扫描电镜及电子探针、红外光谱、顺磁共振谱、Si高分辨固体核磁共振谱、差热分析等对Fe-ZSM-5型分子筛的的研究确证了Fe对Fe-ZSM-5型沸石骨架的同晶取代。X射线光电子能谱和穆斯堡尔谱对Fe-ZSM-5分子筛原粉的研究表明,Fe-ZSM-5分子筛中铁的价态是以三价和二价共存。     

CrMCM-41分子筛的合成与表征

直接合成了含铬 MCM- 4 1中孔 (mesoporous)分子筛 ;通过 XRD、骨架 IR、ESR、紫外漫反射(DRS)、2 9Si MASNMR等测试 ,表明铬处在分子筛骨架上 ,同时也存在非骨架铬。骨架红外光谱中除发现铬分子筛的特征峰 690 cm-1 外 ,还发现被归属于 O3 Si- O- T振动的吸收峰 960 cm-1 ;ESR中观察到 g=2 .4处有信号 ,可能与骨架铬直接有关 ;固体魔角核磁 2 9Si谱也进一步证实骨架铬的存在。同时对 Cr MCM- 4 1分子筛的热稳定性、吸附量和酸性进行了考察。     

一种层状磷酸铝分子筛(AlPO4-CJ)的合成结构及性能研究

水热法合成及培养出一种新型大单晶层状磷酸铝分子筛, AlPO4-CJ, 经多晶X射线衍射, 四圆单晶X射线结构测定, 其骨架P与Al原子比等于2, 骨架P原子上有两上端基氧。三维空间包含质子化的乙二胺分子, 乙二胺靠氢键支撑三维骨架, 红外光谱骨架结构由TO4(T=P或Al)四面体构成, 并研究其热稳定性能。     

杂原子介孔分子筛Me-HMS催化酯交换合成碳酸二苯酯

以水热合成法制备了杂原子介孔分子筛Me-HMS(Me指金属杂原子),用于催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯的反应.小角度的X射线衍射显示,所有样品均具有典型的HMS介孔结构.Me-HMS中,Ti-HMS显示最好的催化性能,其活性与骨架钛含量密切相关,当溶胶中Ti/Si比达1/30时,骨架钛趋于饱和,苯酚转化率达到最大值31.4%,酯交换选择性为99.9%.     

一种层状磷酸铝分子筛(AlPO4-CJ)的合成结构及性能研究

水热法合成及培养出一种新型大单晶层状磷酸铝分子筛,AlPO_4-CJ.经多晶 X 射线衍射,四圆单晶 X 射线结构测定,其骨架 P 与 Al 原子比等于2,骨架 P 原子上有两个端基氧.三维空间包含质子化的乙二胺分子,乙二胺靠氢键支撑三维骨架.红外光谱表明骨架结构由 TO_4(T=P 或 Al)四面体构成.并研究其热稳定性能.     

磷酸锡铝分子筛(SnAPO-5)的合成及性能研究

水热法合成了磷酸锡铝分子筛,并用X荧光分析其组成,X射线粉末衍射测定其晶胞参数。通过电子探针、穆斯堡尔谱、X射线光电子能谱及红外光谱等进行了结构分析。同时,研究了物化及催化性能。结果表明,读分子筛属于AlPO_(4-)5型分子筛的结构类型,Sn~(4+)位于分子筛骨架中。     

介孔分子筛Ti-AlKIT-1的制备、表征与催化性能

分别采用直接(ds)和后合成法(ps)合成含铝的介孔分子筛Al(ds or ps)KIT-1。 以钛酸四丁酯Ti（OEt）4为钛源,将钛嫁接在AlKIT-1表面制备出Ti-AlKIT-1样品。 用傅里叶变换红外光谱、X射线粉末衍射、固体核磁共振(MAS NMR)、固体紫外 可见漫反射光谱（DRS）、能谱(EDS)和N2吸附-脱附对样品进行了表征,并以双氧水氧化环己醇为探针考察了样品的催化活性。 实验结果表明,分子筛Ti-AlKIT-1具有规整的介孔孔道结构,钛进入介孔分子筛骨架而成为四配位的骨架钛,铝的存在形式与样品AlKIT-1的预处理有关,经铵溶液洗涤的Al(ds)KIT-1中没有非骨架铝。 Ti-AlKIT-1在催化双氧水氧化环己醇反应中铝和钛存在明显的协同作用。 样品Ti-Al(ds)KIT-1表现出更高的催化作用,这与其具有较高的比表面积、较大的孔容和较高钛铝比有关,80 ℃反应48 h,重复使用3次后,环己醇的转化率降低至51.3%,仅下降4.31%。     

骨架富含Si(4Al)结构的SAPO-34分子筛的合成及其对甲醇制烯烃反应的催化性能

通过在初始凝胶中加入HF合成了骨架富含Si(4Al)配位结构的SAPO-34分子筛. 使用X射线衍射、扫描电镜、X射线荧光和核磁共振等表征手段研究了初始凝胶中HF的加入对合成SAPO-34分子筛的晶体结构、晶体形貌、元素组成以及骨架硅配位环境的影响. 结果表明,在初始凝胶中加入F离子后,合成的SAPO-34分子筛的晶体结构更加规整;随着初始凝胶中F离子含量的提高,合成的SAPO-34分子筛晶体骨架中Si(4Al)配位结构的数量增多, Si(nAl)(n=3～0)配位结构的数量减少. 将合成的SAPO-34分子筛催化剂用于甲醇制烯烃反应,结果显示, SAPO-34分子筛骨架中富含Si(4Al)配位结构可以有效提高反应产物中乙烯的选择性,同时能够延长催化剂的寿命.     

杂原子钛对TiY分子筛性能的影响

采用水热晶化法合成了含骨架杂原子的TiY分子筛，通过X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热、吡啶吸附红外光谱等方法考察了杂原子Ti进入Y分子筛骨架后对分子筛各项性能的影响。结果表明，TiY分子筛具有典型的Y型分子筛晶体结构；随着Ti添加量的增加，TiY分子筛晶化所需的时间延长，晶胞常数增大，分子筛的热稳定性和水热稳定性均有所增强。与Y分子筛相比， TiY分子筛的L酸中心数量明显增加，同时B酸中心强度增加，TiY分子筛的裂化反应活性提高，催化剂上的积炭量明显减少。     

杂原子ZSM-48型分子筛研究 III. 杂原子存在状态

X射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱、磁化率、电子自旋共振等研究结果表明, 杂原子以畸变四面体配位方式占据M-ZSM-48(M=B、Cr、Ge、V)型分子筛骨架, V、Cr分别以V(Ⅳ)和Cr(Ⅲ)形式存在。     

杂原子Ti-ZSM-12分子筛的合成与结构表征

以甲基三乙基溴化铵为模板剂,水热晶化法合成出杂原子Ti-ZSM-12型分子筛.X射线衍射,扫描电镜,IR及XPS等现代技术手段研究表明杂原子Ti取代骨架Si原子而存在于ZSM-12分子筛骨架上.