COAPO-5和MnAPO-5分子筛的合成、表征及在环己烷选择氧化反应中的应用

合成一系列具有不同质量分数Co、Mn的磷铝分子筛CoAPO 5和MnAPO 5;通过X 衍射、扫描电镜、氮气物理吸附、热重分析以及紫外可见漫反射光谱等技术对分子筛的结构、形貌以及Co、Mn原子在分子筛骨架中的存在状态进行了表征;考察了氧气作氧化剂时分子筛在环己烷低温液相氧化反应中的催化性能。结果表明,所合成的CoAPO 5和MnAPO 5具有典型的AlPO4 5分子筛结构,金属Me/P比小于0.1时,分子筛结晶度较高。金属的种类、价态、质量分数及存在形式决定了模板剂与分子筛骨架作用的强度及方式,而有机模板剂的脱附、燃烧温度与这种作用密切相关;部分模板剂需在高温下脱除,说明分子筛骨架与模板剂之间存在着强相互作用。在CoAPO 5和MnAPO 5分子筛的骨架结构中,存在四配位的Co(II)和Mn(II),经过焙烧可以部分氧化为Co(III)和Mn(III),说明在焙烧样中存在着氧化还原活性中心。对于环己烷选择氧化反应,CoAPO 5和MnAPO 5分子筛都具有适中的催化活性,氧化反应产物分布均随反应时间而变化。虽然MnAPO 5的催化活性比CoAPO 5高,但其深度氧化能力也较强;采用MnAPO 5为催化剂,环己烷氧化反应的环己酮选择性及深度氧化产物的量都较高。同时,骨架Co质量分数对环己烷氧化反应活性具有显著影响,Co/P比为0.05的CoAPO 5分子筛催化活性最高,130℃反应24h,主要目的产物环己醇和环己酮的选择性可达88.5%。     

交流电晕对高温硫化硅橡胶性能的影响

采用针-板电极交流电晕放电试验装置研究了电晕放电对高温硫化硅橡胶憎水性、不同温度下憎水恢复性、力学性能和电气性能的影响,结果表明电晕放电作用不同时间后高温硫化硅橡胶材料憎水性丧失是一个渐进的过程,严重时硅橡胶材料憎水性会暂时性丧失,硅橡胶材料在不同温度下憎水性恢复速度不同,电晕放电作用后硅橡胶材料憎水接触角不能恢复至新试样初始水平.电晕放电不同时间后硅橡胶材料表面受电晕放电影响的范围逐渐扩大,表面产生了黑色粉末状电晕环,前期发展较快,然后逐渐由表层损坏转为纵深方向发展,材料表面和内层均可能遭到不同程度电蚀损,硅橡胶主链基团Si—O—Si、侧链基团Si—CH3和甲基中C—H键相对强度均随着电晕放电作用时间的增加呈下降趋势,材料拉伸强度和硬度有所下降,介电性能明显下降.     

SAPO-34分子筛的合成及甲醇制烯烃催化性能

以三乙胺为模版剂,系统研究了合成凝胶中硅含量、磷酸含量以及水含量对SAPO-34分子筛晶化及其MTO催化性能的影响,Si对SAPO-34的形成具有结构导向作用,只有当SiO2/Al2O3 ≥ 0.25时才可以得到纯相SAPO-34分子筛. 然而随着凝胶中Si含量增大,合成样品中出现氧化铝物种,结晶度、比表面积逐渐下降,催化稳定性降低. 进一步研究发现,凝胶P2O5/Al2O3和H2O/Al2O3比对SAPO-34的合成和催化性能也有很大影响. 当P2O5/Al2O3=1.1,H2O/Al2O3=36时,合成样品具有较高的比表面积、较为理想的(P+Si)/Al比和适宜的酸性,单程寿命达到520 min. 在此基础上研究了焙烧条件对SAPO-34分子筛催化性能的影响,结果表明SAPO-34在流动的空气气氛中焙烧8 h得到的样品比焙烧10 h的样品残留了更多的模版剂,且部分残留的模版剂以二烯烃的形式存在,催化寿命明显比焙烧10 h的样品长,达到580 min.     

分子筛催化剂上甲醇与三聚甲醛缩合制聚甲醛二甲醚

对HY、HZSM-5、Hβ和HMCM-22分子筛催化剂上甲醇与三聚甲醛缩合制聚甲醛二甲醚（PODE_n或DMM_n）的反应性能进行了研究,考察了分子筛种类和酸性对产物分布的影响。结果显示,以酸性分子筛为催化剂,甲醇与三聚甲醛可缩合得到聚甲醛二甲醚。HY分子筛上反应产物主要为短链的甲缩醛（DMM）;HZSM-5和Hβ分子筛上产物以DMM₁~3为主,其柴油添加剂组分DMM₃~8的收率分别为6.40%和13.78%;HMCM-22分子筛为催化剂时,长链的聚合物收率明显增加,其柴油添加剂组分DMM₃~8的收率可以达到29.39%。NH₃-TPD表征结果表明催化剂表面的酸性对产物分布有着明显的影响：表面弱酸位有利于短链产物DMM的生成,而中等强度的表面酸性位则能促进柴油添加组分DMM₃~8的生成。     

沸石分子筛中复杂异构化反应的Monte Carlo模拟研究 Ⅲ．孔口失活对反应行为的影响

用Ｍｏｎｔｅｃａｒｌｏ方法模拟了沸石分子筛中的复杂异构化反应ＡＢＣ，考察了孔口失活对反应性能的影响．发现孔口失活对产物选择性和反应有效因子的影响取决于反应的Ｔｈｉｅｌｅ模数．可分为三种情况：（１）在低Ｔｈｉｅｌｅ模数下，影响不明显；（２）在中等Ｔｈｉｅｌｅ模数下，有一定的影响，且随孔口活性位失活率的增加，某种产物的选择性线性增加而有效因子线性下降，但二者变化幅度均不大；（３）在较高Ｔｈｉｅｌｅ模数下，影响显著．随着孔口活性位失活率的增加，某种产物选择性明显增加，有效因子明显下降．     

Ce助剂对V/SiO2催化CO2氧化乙苯脱氢性能的影响

通过N₂吸附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)、CO₂程序升温脱附(CO₂-TPD)和热重分析(TGA)等多种表征手段和催化反应性能评价,研究了铈助剂的添加对V/SiO₂催化CO₂氧化乙苯脱氢性能的影响. 结果表明,Ce助剂不仅提高了催化剂活性组分分散性和氧化还原性能,抑制了钒物种的深度还原,而且增强了催化剂碱性和CO₂吸附能力,减缓了积炭生成,从而显著提高了V-Ce/SiO₂对CO₂氧化乙苯脱氢反应的催化活性和稳定性. 在本实验中,V(0.8)-Ce(0.25)/SiO₂催化剂表现出最佳的催化性能,苯乙烯(ST)收率可达55.6%,选择性为98.5%,反应12 h 后,催化剂活性基本不变,与惰性N₂气氛比较,CO₂明显促进了乙苯脱氢反应,归因于CO₂能保持催化剂表面钒物种的高价态.     

氧化钼表面不同氧位对氢吸附性能的从头计算研究

 用从头计算Hartree－Fock方法研究了MoO3（010）和（100）晶面上几种结构不等价氧的成键特征和电子结构,并考察了H＋在不同氧位上的吸附性能以及吸附后形成的OH从表面脱附的性质．结果表明,在氧化钼晶体中,钼氧原子间的成键具有离子性和共价性相结合的特性,且几种不等价氧与钼之间的成键性质各不相同：端氧或不对称桥氧与钼的成键具有较强的共价性,而对称桥氧具有较强的离子性;H＋在MoO3（010）和（100）晶面上几种不等价氧位都能形成稳定的吸附,而在端氧位的吸附最稳定;H＋吸附形成的OH都与表面有较强的作用,端氧位的OH最难脱附,而桥氧位的OH在表面的活动性较大,故桥氧位很可能是丙烯选择氧化过程中脱氢反应的活性中心．     

NH4β分子筛上NO的低温催化还原

以离子交换法制备的NH4β分子筛为催化剂,考察在无氨、有氨及SO2存在等不同条件下NO低温选择催化还原性能,并通过程序升温分解反应研究NH+4消耗引起的催化剂失活,NH3程序升温脱附(NH3-TPD)研究催化剂的再生性能,为开发无氨或气相间隙喷氨脱除NOx的新过程奠定基础.     

胺类分子在LiMOR分子筛中吸附的量子化学研究

 采用量子化学方法(ONIOM,B3LYP/6-31G(d,p):HF/3-21G)研究了锂型丝光沸石(LiMOR)的结构及其对胺类分子的吸附性能. 在校正基组迭加误差的基础上计算得到氨、甲胺、二甲胺和三甲胺分子的吸附热分别为117.6,132.7,122.2和106.0 kJ/mol,表明胺分子在LiMOR分子筛上吸附强度的次序为三甲胺＜氨＜二甲胺＜甲胺. 通过结构优化得到了吸附复合物的平衡几何参数、电子结构数据以及N-H键伸缩振动频率,胺分子与分子筛之间的主要作用力为氮上的孤对电子和锂离子之间的静电作用力,胺分子与分子筛骨架氧之间的弱氢键作用对其吸附有一定的稳定作用.     

CO在金属掺杂TiO2纳米管阵列中的吸附及氧化

采用密度泛函理论(DFT)研究了五种不同金属元素V、Cr、Pd、Pt、Au掺杂二氧化钛纳米管阵列(TNTAs)的性质以及CO在这些二氧化钛纳米管阵列中的吸附和氧化.结果表明:金属的掺杂使TNTAs的带隙减小;弱吸附的CO能够和二氧化钛纳米管阵列中的晶格氧通过氧化还原机理生成CO2,这可归因于纳米管阵列的限域效应和金属元素的掺杂.合适的金属掺杂能促进CO氧化,除Cr以外的金属元素的掺杂降低了CO氧化的活化能垒,特别是Pd或Au的掺杂使能垒降低最为明显.贵金属元素Pd或Au掺杂TiO2纳米管阵列具有优良的光催化性能,可用于CO的低温氧化催化剂.