环境友好新材料的开发:微波法研制固体强碱及其在油品脱硫醇中的应用

用微波辐射能将MgO等氧化物负载在NaY等分子筛及SiO₂的表面上,形成具有强碱性和高比表面的复合新材料,并实现了制备过程中的”零排放“而成为环境友好新工艺。本文探讨了沸石孔结构、表面含水量以及客体性质对于微波法制备样品的影响,并探讨了新型固体强碱在汽油脱硫酸工艺中的应用。     

微波固相法制备ZnCl2/MCM-41催化剂及其催化性能

采用微波固相法、普通加热法和溶剂分散法等不同方法制备了ZnCl2/MCM-41催化剂,以XRD、FT-IR和TG-DSC等表征手段,比较了不同方法制备的催化剂中ZnCl2在分子筛表面的存在状态.XRD测定结果表明,微波固相法和溶剂分散法制备的样品可使ZnCl2完全分散于MCM-41分子筛表面,而加热法制备的样品中仍存在ZnCl2的晶相衍射峰.FT-IR、DSC和原子吸收光谱的测定结果表明,微波辐射可使ZnCl2与分子筛表面羟基发生固态相互作用形成O－Zn－Cl活性位,具有更加温和的Lewis酸性.考察了不同方法制备和不同ZnCl2负载量的催化剂在月桂烯与丙烯醛Diels-Alder反应中的催化性能,与普通加热法制备的催化剂相比,微波固相法与溶剂分散法制备的催化剂具有更好的催化活性和选择性,但微波固相法制备催化剂更为简单.     

固体碱在二氧化碳-甲醇法合成碳酸二甲酯反应中的作用

本文探讨了固体碱的制备和预处理等因素对于ＣＯ_２~－甲醇法合成碳酸二甲酯（ＤＭＣ）的影响,发现微波法所制碱性沸石等多孔材料的反应活性高于浸渍法所制样品。本文首次报道了微波辐射低压合成ＤＭＣ的新方法,该法能极大地缩短反应时间并提高产物选择性。研究表明： ＣＯ_２和甲醇生成 ＤＭＣ的反应在热力学上是几乎不能进行的,加入固体碱的实质是提供了一条耦合的途径。     

甲烷氧化偶联Ti－La－Li系氧化物催化剂制备方法的研究

考察了用不同来源Ｌｉ（ＬｉＮＯ３和ＬｉＳＯ４）制备的催化剂催化的甲烷氧化偶联（ＯＣＭ）反应的特点，探讨了以ＬｉＮＯ３为锂源制备的催化剂的高温反应失活机理。ＸＲＤ、ＩＲ、ＸＰＳ和ＢＥＴ等方法的研究结果表明，以ＬｉＮＯ３为锂源制备的催化剂具有反应活性高、空速大的特点，而以Ｌｉ２ＳＯ４为锂源制备的催化剂具有Ｃ２选择性高、活性低、空速小等特点。由ＬｉＮＯ３制得的催化剂的失活原因是：在较高的反应温度下由于表面Ｌｉ的流失，使体相晶格中的Ｌｉ向表相扩散进而导致含Ｌｉ活性相ＬａＴｉ１－ｙＬｉｙＯ３－λ的分解（或部分分解），从而减少了体相和表相中氧空位的数量，导致催化剂的活性降低。设计了ＮＨ：（ＳＯ４）２浸渍法来固定表面锂。     

SO4^2—／MXOY型固体超强酸及其催化酯化

ＳＯ４＾２－／ＭＸＯＹ型固体超强酸用作酯化反应的催化剂，具有催化活性高、选择性好、易与产品分离、无污染、可重复利用等优点。本文综述了ＳＯ４＾２／ＭＸＯＹ型固体超强酸的研究进展及其在酯化反应中的催化作用。探讨了这类固体超强酸的制备条件、表面结构及其用作酯化催化剂的性能和寿命等问题。     

CO2在Cu—Ni／MnO3—SiO2催化剂上的吸附与反应

采用表面反应改性法制备了ＭｏＯ３－ＳｉＯ２（ＭｏＳｉＯ）表面复合物,用等体积浸渍法制备了Ｍｏ－ＳｉＯ担载的Ｃｕ－Ｎｉ双金属催化剂。利用ＩＲ和ＴＰＤ研究了ＣＯ２在催化剂表面上的吸附性能,并讨论了ＣＯ２在Ｃｕ－Ｎｉ／ＭｏＳｉＯ上的表面反应机理。结果表明,ＣＯ２在上述催化剂上有良好的化学吸附性能,形成线式吸附态、剪式吸附态和卧式吸附态;ＣＯ２卧式吸附态具有良好的表面反应活性,在一定温度下可解离为吸附的Ｃ     

微波辐照下泡沫陶瓷担载镍催化剂上CH4/CO2重整制合成气反应

制备了吸波性良好的泡沫陶瓷担载镍的甲烷／二氧化碳重整催化剂,并考察了催化剂在微波场中的升温行为;研究了微波加热与常规加热对甲烷／二氧化碳重整制合成反应的影响,发现微波辐照下能有效地消除反应积炭;同时,在达到相同转化率和选择性时,微波加热方式下催化剂床层的温度远低于常规加热方式下催化床床层的温度;在微波加热方式下,８００℃反应时产物中Ｈ２／ＣＯ体积比接近于１。     

CO_2在Cu-Ni-Mo O_3-SiO_2催化剂上的吸附与反应

采用表面反应改性法制备了ＭｏＯ３－ＳｉＯ２（ＭｏＳｉＯ）表面复合物,用等体积浸渍法制备了ＭｏＳｉＯ担载的Ｃｕ－Ｎｉ双金属催化剂。利用ＩＲ和ＴＰＤ研究了ＣＯ２在催化剂表面上的吸附性能,并讨论了ＣＯ２在Ｃｕ－ＮｉＭｏＳｉＯ上的表面反应机理。结果表明,ＣＯ２在上述催化剂上有良好的化学吸附性能,形成线式吸附态、剪式吸附态和卧式吸附态;ＣＯ２卧式吸附态具有良好的表面反应活性,在一定温度下可解离为吸附的ＣＯ和Ｏ。这种新生态Ｏ具有良好的选择氧化性能     

V2O5—SiO2表面复合物金属催化剂载体的制备与表征

采用ＶＯＣｌ２的盐酸溶液等体积浸渍ＳｉＯ２载体的表面反应方法制备了键联型Ｖ２Ｏ５－ＳｉＯ２（ＶＳＯ）表面工外光谱法（ＩＲ）研究了其表面结构状态以及对Ｃ２Ｈ６的化学吸附性能；并利用程序升温还原技术（ＴＰＲ）考察了该表面复合物载体对负载金属Ｐｄ、Ｃｕ氧化物还原过程的影响。结果表明，ＶＳＯ具有类同于载体ＳｉＯ２的孔结构和机械强度；ＶＳＯ对Ｃ２Ｈ６有一定的化学吸附能力，Ｃ２Ｈ６分子Ｃ－Ｈ键中的Ｈ吸附在ＶＳ     

苯甲酸甲酯加氢合成苯甲醛

采用共沉淀法制备了ＭｎＯ２／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂,在常压固定床反应器上研究了苯甲酸甲中氢生成苯甲醛的反应过程,并获得了最佳的反应条件。通过ＸＲＤ,,ＮＨ３－ＴＰＤ和ＣＯ２－ＴＰＤ等技术研究了催化剂的表面特性。结果表明,催化剂的活性发为ＭｎＯ,催化剂表面存在酸中心和碱中心。     

MgO在NaY沸石上的分散及其催化性能

采用微波辐射方法将ＭｇＯ直接分解在ＮａＹ沸石上,从而获得强碱性活性位。ＭｇＯ／ＮａＹ具有耐水冲刷性,克服了通常负载型固体碱在水中易流失的弱点,并在２７３Ｋ的顺式－２－丁烯异构化反应中具有催化活性。     

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。     

分子筛表面酸性对微波固相法制备ZnCl2/Y催化剂的影响

 采用XRD和原子吸收光谱法研究了微波作用下分子筛表面酸性对ZnCl2与Y分子筛固态相互作用的影响．结果表明，微波辐射可显著促进ZnCl2在分子筛表面分散，其分散阈值与分子筛表面酸性有关．随着分子筛表面酸量和酸强度增加，ZnCl2在分子筛表面的最大分散量减少，分散的ZnCl2与Y分子筛的固态离子交换量也减少；NaY型分子筛比HY分子筛更容易发生固态离子交换反应．考察了微波固相法制备的ZnCl2／HY催化剂在苯甲醚与乙酰氯酰化反应中的催化性能．结果表明，在分子筛表面分散的ZnCl2具有更高的催化活性及对甲氧基苯乙酮选择性．     

Supramolecular Interactions and Morphology Control in Microwave Synthesis of Nanoporous Materials

Application of a microwave technique to the conventional hydrothermal process is gaining importance, especially, in the synthesis of nanoporous materials. This microwave technique is regarded as a novel synthesis tool because it gives several beneficial advantages such as homogeneous nucleation, rapid synthesis, formation of uniform crystals, and small crystallites, facile morphology control, energy efficiency and so on. Recently, it was found that it offers an efficient way to control the crystal morphology, size and orientation, and even crystalline phase which are required for many emerging applications of nanoporous materials. This review summarizes recent work on the microwave effect, supramolecular interactions and control of crystal morphology upon microwave synthesis of nanoporous materials performed by the present authors. Synthesis and morphology control of nanoporous materials such as ZSM-5, zeolite beta, metallosilicates, AlPO, MCM-41, SBA-15, SBA-16, etc. have been accomplished with microwave irradiation. In particular, the rapid nucleation and crystallization of ZSM-5 zeolite under microwave irradiation made it possible to enable the continuous microwave synthesis, implying a great industrial and technological importance. The formation of nanoporous materials, especially, silicate or aluminosilicate molecular sieves was described on the basis of supramolecular interactions between organic template molecules and silicate species under microwave irradiation. Besides decreasing synthesis time, it was duly demonstrated that the microwave technique provides an effective way to control particle size distribution and macroscopic morphology in the synthesis. Moreover, for the application of these porous materials, microwave-induced nanofabrication of microporous and mesoporous materials is more important than that of simple porous materials.     

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。     

氧化钙改性分子筛对一步法合成二甲醚的影响(英）

采用浸渍法制备了一系列CaO改性的HZSM 5 (Si/Al=38)分子筛,并以CaO/HZSM 5为脱水剂 与JC207甲醇合成催化剂(靖江催化剂厂)按照一定的比例组成双功能催化剂,在固定床反应器上考察了其对一步法合成二甲醚的影响。XRD结果表明,CaO在HZSM 5上呈高度分散状态,没有发现新的物种生成。Pyridine IR结果表明,CaO引入HZSM 5后,酸中心的类型和数量发生明显的变化,CaO的加人促使部分酸中心由B酸中心转变为L酸中心。NH3 TPD结果表明,随着CaO含量的增加,HZSM 5分子筛表面酸性较强的酸中心数目下降,总酸中心数目也下降,但酸性较强的酸中心下降较快。表明适量的CaO改性HZSM 5分子筛不是除去表面所有的酸中心,而是通过与表面强酸中心的作用,使其向弱酸和中强酸中心过渡,从而改变HZSM 5表面的酸强度分布,提高二甲醚的选择性。     

微波法研制CaO/NaY强碱性沸石催化新材料

 通过微波辐射可以将CaO分散在NaY沸石上而形成强碱位,高温活化后其碱强度可达到H－＝27．0,成为具有超强碱性的催化新材料．CaO／NaY具有耐水冲刷性,能克服通常负载型固体碱在水中易流失的弱点．     

浆态床合成二甲醚复合催化剂失活原因探索

在反应温度260℃、压力5.0MPa的条件下,对浆态床反应器中二甲醚合成复合催化剂的失活规律进行了研究。结果表明, Cu基催化剂失活较快是导致浆态床二甲醚合成催化剂不稳定的主要原因。通过分析Cu基催化剂在浆态床反应器和固定床反应器中的活性变化规律,发现在浆态床反应器中不能及时导出反应体系的H2O对催化剂的毒副作用导致了浆态床Cu基催化剂快速失活。对失活催化剂进行的TPR、XRD和SEM EDS表征结果可以看出,Cu粒子的长大和积炭是Cu基催化剂失活的重要原因,与已有文献报道不同的是并未发现明显的Cu元素流失。     

Synthesis of ferrierite-type zeolite by microwave method using ethylenediamine as an organic structure-directing agent

A new method for the synthesis of ferrierite-type zeolite has been developed using microwave irradiation in the presence of structure-directing agents (templates). The physicochemical characteristics of the synthesized zeolites were investigated by X-ray diffraction analysis, low-temperature nitrogen adsorption–desorption and SEM-EDX. When comparing the synthesis products, it was found that microwave irradiation significantly reduces the crystallization time of the synthesized zeolites compared to traditional hydrothermal treatment