沸石分子筛的绿色合成路线

沸石分子筛因具有独特的孔道结构、较强的酸性和高的水热稳定性,在吸附分离、催化和离子交换等领域得到了广泛的应用.沸石分子筛的合成方法大多采用水热法,需要使用大量含硅铝的化工产品和有机模板剂,导致沸石分子筛的合成成本较高、效率较低,且环境污染较为严重,因此沸石分子筛高效绿色合成路线的研究具有重大意义.本文主要从沸石分子筛的合成原料绿色化、合成条件绿色化以及合成方法绿色化等三个方面综述了国内外沸石分子筛绿色合成路线的研究新进展,并提出现有沸石分子筛绿色合成路线存在的问题以及将来的发展方向.     

A generalized mathematical model for non-catalytic gas-solid reactions

Based on a general classification and characteristic comparison of the existing models, a new model for non-catalytic gas-solid reactions is proposed and a general formulation for the model in terms of the solid conversion, X, is presented in this paper. The model, referred to the generalized model, is demonstrated to be applicable to any solid reactant of general structure ranging from highly porous to nonporous materials. It is shown that the generalized model incorporates the grain and pore structure for a solid pellet and can be reduced to the grain and random pore models as extreme cases.     

用于测定介孔的Kelvin方程及其修正述评

介绍了物理吸附法评价介孔材料孔结构参数的理论基础、孔介质模型及吸附质对测量结果准确性的影响因素.讨论了 Kelvin 公式,以及从不同方面对 Kelvin 公式进行的修正,并以此为基础,评述采用物理吸附法测定介孔材料各种孔结构测试方法,着重探讨物理吸附法的理论基础、模型建立及其不足之处,分析和探讨介孔材料孔结构表征中存在的问题及原因,为建立新的理论模型探讨思路与可能.     

介孔材料MCM-41的合成与性能表征

在水热条件下用新的合成控制手段得到孔壁较厚的MCM-41介孔分子筛材料,并采用XRD、N2吸附、TG-DTA、SEM和吡啶程序升温脱附等测试手段对合成的MCM-41样品进行表征,结果表明合成的介孔材料结晶度比较高,具有六方排列的孔道结构,孔径分布较窄,BET表面积较大,样品热稳定性高,吡啶-TPD谱图表明样品具有弱的或中等强度的酸性.用MCM-41作为活性组分制备成催化剂,进行微反活性实验,表明其裂化活性较低,但对柴油有较高的选择性.     

介孔碳/石墨烯复合材料的制备及其醌类改性电容性能

首先利用硬模板法制备出介孔碳/石墨烯复合材料,然后向复合材料中引入具有赝电容活性的醌类分子进一步增大材料的电容性能。研究结果表明,负载30%(w/w)叔丁基氢醌的介孔碳/石墨烯复合材料具有最佳的电容性能,在电流密度为0.5 A·g~(-1)时,比电容值为355 F·g~(-1);当电流密度高达30 A·g~(-1)时,其比电容值高达226 F·g~(-1),比电容保持率为64%,表现出良好的速率特性。     

MOR/SBA-15复合分子筛的合成、表征及其催化性能评价

采用MOR纳米晶和正硅酸四乙酯为硅源,P123三嵌段共聚物为模板剂水热合成MOR/SBA-15复合分子筛催化剂。采用XRD、SEM、TEM和EDX等手段对催化剂进行了表征,在固定床反应器中评价二甲醚制乙醇催化性能。结果表明,通过控制合适的MOR纳米晶种及MOR纳米晶种在SBA-15水热合成体系中的添加量,可以成功地将MOR纳米晶作为SBA-15的结构单元嫁接到SBA-15的介孔骨架中,水热合成的MOR/SBA-15复合分子筛催化剂同时具有MOR和SBA-15的XRD特征衍射峰,相比于SBA-15,其比表面积和总孔体积由756 m2·g~(-1),1.07 cm3·g~(-1)降低至628 m2·g~(-1),0.85 cm3·g~(-1),平均孔径由8.1 nm提高到9.3nm,Cu修饰的MOR/SBA-15复合分子筛催化剂同时具有Cu MOR羰基化和Cu SBA-15加氢的双功能催化性能,其催化剂评价结果显示二甲醚转化率为43.6%左右,乙醇选择性为95.3%,Cu MOR/SBA-15复合分子筛催化剂实现了二甲醚到乙醇的一步转化。     

三维有序大孔-介孔二氧化硅的可控制备及表征

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶晶为大孔模板、嵌段共聚物P123为介孔模板,利用双模板剂法进行了三维有序大孔-介孔二氧化硅材料的制备研究。采用SEM、TEM、低角XRD以及N₂吸脱附技术对样品进行了表征。结果表明,通过简单的调控PMMA胶晶模板的组装过程,就可以调变合成材料中的大孔结构,从而轻松地实现可控的制备出具有网状或者层状结构的三维有序大孔-介孔二氧化硅材料,并提出了其可能的形成机理。此外,所制备的三维有序大孔-介孔二氧化硅样品均具有较大的BET比表面积(>550m₂·g^-1),大孔孔径200nm左右,介孔孔径分布集中于3.5nm左右。     

镍负载硅酸铝催化剂上丙烯齐聚反应 Ⅲ.镍离子与丙烯分子的相互作用

为了探明在Ni(Ⅱ)/SiO_2-Al_2O_3催化剂上丙烯齐聚反应诱导期的成因及活性中心的本质,考察了反应过程中镍离子与丙烯分子的相互作用,发现反应诱导期随着催化剂预抽空温度的升高而缩短,也随着丙烯预处理及反应温度的升高而缩短.用ESR、XPS法跟踪考察发现,随着丙烯在催化剂上反应的进行,首先Ni(Ⅱ)被丙烯还原成Ni(Ⅰ)离子.之后,丙烯与Ni(Ⅰ)配位形成不饱和配位离子,形成齐聚反应表面活性中间体,并且在反应过程中,二、三聚产物也可与Ni(Ⅰ)离子配位,形成三、四聚反应面活性中间体.结果表明在Ni(Ⅱ)/SiO_2-Al_2O_3催化剂上Ni(Ⅰ)离子是丙烯齐聚反应的活性中心。     

镍负载硅酸铝催化剂上丙烯齐聚反应 3: 镍离子与丙烯分子的相互作用

为了探明在Ni(II)/SiO2-Al2O3催化剂上丙烯齐聚反应诱导期的成因及活性中心的本质, 考察了反应过程中镍离子与丙烯分子的相互作用, 发现反应诱导期随着催化剂预抽空温度的升高而缩短, 也随着丙烯预处理及反应温度的升高而缩短。用ESR、XPS法跟踪考察发现, 随着丙烯在催化剂上反应的进行, 首先Ni(II)被丙烯还原成Ni(I)离子。之后, 丙烯与Ni(I)配位形成不饱和配位离子, 形成齐聚反应表面活性中间体, 并且在反应过程中, 二、三聚产物也可与Ni(I)离子配位, 形成三、、四聚反应面活性中间体。结果表明在Ni(II)/SiO2-Al2O3催化剂上Ni(I)离子是丙烯齐聚反应的活性中心。