Ce-MCM-48立方介孔分子筛结构的光谱表征

在碱性条件下,以混合模板剂pH调节水热合成了掺入铈的介孔分子筛Ce-MCM-48,并采用XRD,DRUV-Vis(紫外-可见漫反射),FTIR,XRF结合BET等测试手段对样品进行表征。实验结果表明,采用本方法所合成的掺铈介孔材料仍保持立方介孔的有序结构,同时适量的铈的掺入和pH调节使分子筛的有序性及吸附性能得到改善,晶胞参数增大,孔径更均一,孔壁增厚。从而可推出Ce-MCM-48的热稳定性、水热稳定性、催化活性及择形选择性可得到提高。掺入的铈以四配位状态高度分散在介孔的有序结构当中。红外光谱表明不同量的铈的掺入对骨架硅的各种振动扰动程度不同。     

介孔分子筛Al-MCM-41的合成与催化异构化性能

采用正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,九水硝酸铝为铝源,十六烷基三甲基溴化胺(CTMABr)为模板剂,在室温条件下合成了介孔Al-MCM-41分子筛.通过XRD、N2等温吸附、SEM、FTIR等分析测试手段表征了分子筛的介孔结构和表面性质.结果表明所合成的分子筛有良好的介孔结构和较高的有序度,并且有较高的比表面积(达到816 m2·g-1)和窄的孔径分布.采用程序升温的焙烧方式、凝胶Al/Si比最大范围控制在0.06～0.13有利于合成高度有序的介孔Al-MCM-41分子筛.评价结果表明,所合成的Al-MCM-41分子筛对桥式四氢双环戊二烯(endo-TCD)异构化反应合成挂式异构体exo-TCD及金刚烷具有较高的催化活性和极高的选择性.     

纳米介孔分子筛Sm-MCM的合成与表征

利用有机相-水相界面共沉淀溶胶支持自组装方法制备了颗粒大小约为10~15 nm稀土嵌入纳米介孔分子筛Sm-MCM(1∶10)。其BET比表面积、孔容和孔径分别为621 m2.g-1,1.25 cm3.g-1和8.0 nm。稀土掺杂能改善纳米分子筛的尺寸2。9S i-MAS NMR分析测试出样品的波谱峰-44,-58,-67,-76,-89,-107,-110 ppm,分别对应七个不同化学环境q0,q1,q2,q3,Q2,Q3,Q4[(S iO)4-nS i—(O—Sm—)n(n=4,3,2,1),(S iO)4-mS i—(OH)m(m=2,1,0)]。表明稀土元素已嵌入分子筛的骨架。不同的样品的巨大比表面积和大的孔容比表明分子筛为典型的介孔结构,也说明这些介孔物质材料在800℃的高温下有非常好的热稳定性。把硅胶基质介孔分子筛的红外吸收峰970 cm-1归属为硅羟基的扭曲振动。Sm-MCM的发射光谱归属于Sm3+离子的4L17/2→6Hn/2(n=11,13,15)跃迁发射。     

镧掺杂的介孔分子筛的合成及其光学性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用水热晶化法,合成了镧掺杂的MCM-41介孔分子筛。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、透射电镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)光谱等测试手段对其孔结构和镧原子的存在状态进行了表征。XRD和TEM结果表明,合成样品具有典型的二维六方有序介孔结构,样品的傅里叶变换红外光谱和紫外-可见光谱表明镧被成功的引入到介孔骨架中。     

多酸-介孔分子筛复合材料的制备、表征及光催化活性

采用浸渍法将具有光催化活性的多金属氧酸盐(polyoxometalate,POM)磷钨酸和硅钨酸负载到介孔分子筛MCM-41,制备了H3PW12O40/MCM-41和H4SiW12O40/MCM-41两种复合材料,以红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、N2吸附、高分辨透射电镜(HRTEM)等分析手段对所合成的多酸-分子筛复合材料进行了表征,并以农药百草枯的光催化降解考察了复合材料的光催化活性。所合成的复合材料同时保留了母体多酸的Keggin特征结构和载体MCM-41分子筛均匀的六方孔道结构,比表面积超过200m2.g-1。用于农药百草枯的光催化降解实验表明,两种复合材料均具有较高的光催化活性。在365nm紫外光辐照下,以H3PW12O40/MCM-41和H4SiW12O40/MCM-41为催化剂催化反应14h后,百草枯(10mg.L-1)的降解转化率分别达到92.0%和87.6%,反应符合一级化学动力学模型,半衰期分别为3.7和4.6h。     

H2O2水热合成双峰介孔硅MCM-48球

在温和的条件下,通过H₂O₂水热处理预合成的MCM-48,得到了有序的双峰介孔硅MCM-48球． 结果表明H₂O₂对于同时去除有机模板剂及形成双峰介孔硅MCM-48球具有重要的作用．采用XRD、TEM、FT-IR和N₂吸附-解吸等方法对双峰介孔MCM-48材料进行了表征,对双峰介孔MCM-48的形成机理也进行了探讨．     

Er3+在二氧化硅介孔分子筛中的高效率发光及其分析

研究了一种新型的负载Er3 的二氧化硅介孔分子筛纳米材料,分析了其在有无功能化试剂全氟甲基磺酰(bis(perfluoromethylsulfonyl)amine)修饰作用下的吸收和荧光光谱特性,获得了高强度的荧光发射.应用Judd-OfelI理论计算了强度参数(Ω2=1.88×10-20,Ω4=5.45×10-20 cm2,Ω6=3.11×1O-20cm2)、跃迁振子强度、自发跃迁概率、能级辐射寿命等重要的光谱参数,讨论了吸收和发射跃迁截面(Ωem=10.9×10-21 cm2),研究了在介孔分子筛纳米材料中的Er3 在不同的抽运功率条件下的荧光强度变化情况.比较了Er3 在不同基质材料中的带宽特性.研究表明二氧化硅介孔分子筛有利于实现高效率的激光输出或具有较宽带宽的高增益光放大,能够成为掺铒激光器或光放大器的新型基质材料.     

希夫碱与介孔分子筛纳米超分子材料的发光

合成了希夫碱N,N′2亚水杨基1,4苯二胺(L1)、4[2羟基1萘甲醛基]苯甲酸(L2)和4[2羟基1苯甲醛基]苯甲酸(L3)。使用1HNMR、IR、UV和元素分析手段对希夫碱的结构进行表征。荧光光谱表明固体粉末希夫碱的L1、L2和L3具有较强的光致发光性能,多个精细特征激发峰,其荧光强度大小顺序为L1>L2>L3。荧光时间分辨实验表明,L1、L2和L3的荧光寿命分别为199,199,214ns。L1、L2和L3在乙醇溶液中荧光强度的顺序则为L3>L2>L1。希夫碱L3、L2和L1的乙醇溶液的荧光量子产率大小分别为0.60,0.56和0.0086。希夫碱L1、L2或L3与(CH3)3Si MCM41超分子材料的发光强度比与MCM41组装的强,说明疏水的分子筛环境有利于客体的发光。客体分子L1、L2和L3的激发光谱存在多个精细的激发峰,最大激发波长皆为468nm。希夫碱L1、L2或L3与分子筛形成的超分子材料的发射峰一般朝短波方向移动;L1、L2与(CH3)3Si MCM41及L2、L3与MCM41组装形成超分子体系后,最大激发峰分别红移到529,507,507,505nm;超分子MCM41L1和(CH3)3Si MCM41L3的最大激发峰波长则保持不变。L1、L2和L3分别与(CH3)3Si MCM41形成的超分子体系的荧光寿命则有较大的变化;而L1、L2和L3分别与MCM41形成超分子体系的荧光寿命几乎没有发生变化。荧光时间分辨实验说明主体对希夫碱客体具有很强的选择性。     

介孔材料MCM-41的导热研究

文章根据二氧化硅介孔材料MCM-41纳米孔结构特点,首先建立和验证了纳米结构单元模型,然后使用平衡分子动力学方法模拟了孔壁热导率;接着耦合孔隙内气体导热,开展了一维传热分析,最终提炼出MCM-41的有效热导率表达式;并对壁厚、孔径和孔隙率对热导率的影响进行了分析.研究结果表明,MCM-41具有良好的绝热性能,其有效热导率随孔隙率增大近似呈线性减小,且表现出各向异性;导热性能沿孔道长度方向表现出准一维特性. 关键词： 有效热导率 介孔材料 MCM-41 平衡分子动力学     

Ni2P/介孔分子筛催化剂的原位漫反射红外光谱研究

以介孔分子筛MCM-41,MCM-48,SBA-15,SBA-16为载体,硝酸镍为镍源,磷酸氢二铵为磷源,通过浸渍法制备了含有磷化镍前体的介孔分子筛样品,然后在氢气气氛中进行程序升温还原,得到了磷化镍/介孔分子筛催化剂.采用原位漫反射红外光谱法,用CO作为探针分子,对样品的吸附特征进行了研究.结果表明,在介孔分子筛表面CO存在着较弱的物理吸附.在Ni2P/MCM-41催化剂样品表面有四种CO的吸附态:(1)在2055cm-1处形成的Ni(CO)4物种的吸附,(2)在2 091cm-1处的配位不饱和Niδ(0<δ<1)物种上的吸附,(3)在2 127 cm-1处的Ni+物种上的吸附,(4)在2 198～2 202 cm-1范围内的P物种上的吸附.在Ni2P/MCM-48,Ni2P/SBA-15,Ni2P/SBAZ-16催化剂样品表面有二种CO的吸附态:在2 051～2 055cm-1处的Ni(CO)4吸附和在2 093～2 096 cm-1处的配位不饱和Niδ+(0<δ<1)物种上的吸附.     

以MCM-22分子筛为前驱体制备MCM-36分子筛

以MCM-22分子筛为前驱体,对原料配比和合成步骤等参数进行调变,探索了MCM-36分子筛的合成规律。通过X射线衍射、扫描电镜和N2吸附-脱附等表征方法对所合成的MCM-36分子筛物理化学性质进行表征。结果表明,以MCM-22为前驱体,溶胀原料质量配比为1∶3∶1.2时,MCM-36分子筛介孔和微孔比表面积最大。     

Magnetic properties of iron loaded MCM-48 molecular sieves

Mesoporous molecular sieves of MCM-48 type were loaded with iron by the wet impregnation method, using Fe(III) nitrate or Fe(II) sulfate aqueous solutions as Fe sources, to obtain a magnetic porous composite. The iron loaded materials were characterized by XRD, N₂ adsorption and DRUV-vis and compared with the Si-MCM-48 host. Their magnetic properties were studied by measuring the hysteresis loops up to 1.5 T at different temperatures (5-300 K) and by magnetization vs. temperature curves following the conventional zero field cooling (ZFC) and field cooling (FC) protocols. Materials with high structure regularity and surface area are obtained, which exhibit a mixed paramagnetic and superparamagnetic behavior, arising in isolated iron ions inserted in the host framework, and in small iron oxide clusters or nanoparticles forming inside the pores, respectively. Larger hematite particles (8-13 nm) grown on the external surface provide a quite small ferromagnetic contribution to the hysteresis loop.     

水分子凝聚体系的介孔结构分形学

透射电镜研究表明，4,40-双硬脂酰胺基二苯醚在水中聚集、自组装成缠绕细纤维状聚集体，进而使整个体系形成三维网络结构．水分子被包囊在这个网络结构中，形成一种新型的凝聚体系(水分子凝胶)．水分子凝胶是一种典型的纳米介孔物质，其复杂的微孔结构可以用分形维数D来表征，通过气体吸附方法(孔度法和比表面积法)计算，求得水分子凝胶体系的微孔结构的分形维数为2.1?2.2．对于纤维状三维网络结构的分形表征，通过粘度法和Cayley分形树模型得出分形维数为1.98．由此推测其分形网络形成的过程是一个初始成核-生长-枝化的循环过程．     

超声波酸性体系下MCM-41的合成及表征

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,以超声波为辅助手段于酸性介质中制备出了MCM-41介孔分子筛,采用XRD、TEM、FTIR等手段对样品进行了分析表征.结果表明,所合成样品具备MCM-41所特有的六方排列的一维孔道结构和较高的有序度,所合成的MCM-41平均粒径为11nm,孔径约为2.7nm.     

Comparative studies of Zr-based MCM-41 and MCM-48 mesoporous molecular sieves: Synthesis and physicochemical properties

Two surfactant-templated synthetic routes are developed for the preparation of new types of mesoporous molecular sieves, Zr-MCM-41 and Zr-MCM-48, using different Si sources but keeping the same zirconium precursor (zirconium-n-propoxide). When fumed silica was used as Si precursor, a Zr-MCM-48 material of cubic structure was formed with a surface area of 654.8 m²/g and an unimodal pore diameter distribution. It shows low stability: after calcination at 600 °C, the ordered structure was transformed into a relatively disordered worm-like mesostructure with many defects and silanol groups. The use of tetraethyl orthosilicate as Si source led to the formation of a Zr-MCM-41 mesoporous solid, which had good thermal stability and a highly ordered hexagonal arrangement, with a surface area 677.9 m²/g and an uniform pore diameter distribution. Fourier transform infrared (FT-IR) characterization and ²⁹Si NMR analysis confirm that zirconium ions indeed incorporated into the framework of the solid. The in situ FT-IR spectroscopy of pyridine adsorption reveals that both, Lewis and Brönsted acid sites, were formed on the surface of these mesoporous materials. The strength and number of the Brönsted acid sites of the Zr-MCM-48 solid were greater than those of the Zr-MCM-41, due to a lower degree of condensation reaction during the synthesis that led to more structural defects in the framework and more silanol groups stretching from the solid surface.