介孔分子筛Al-MCM-41磺酸化后的结构和性能

以氯磺酸为磺化试剂,与Al-MCM-41 (AlM)及硅烷化后Al-MCM-41 (SiAlM)介孔分子筛进行接枝磺化反应,分别得到SO3H/Al-MCM-41 (SAlM)和 SO3H/SiAl-MCM-41 (SSiAlM).采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、热重分析...     

SO42-/Al2O3-ZrO2/SBA-15固体酸催化合成棕榈酸甲酯

将Al(NO3)3.9H2O,Zr(NO3)4.5H2O与活化后的主体材料SBA-15分子筛通过尿素水解的方法,制备了改性SBA-15分子筛,进一步用硫酸浸渍处理改性分子筛以增强分子筛表面的酸活性中心。并采用红外光谱、扫描电镜、透射电镜等分析方法对试样进行了表征,结果表明,制得的催化剂SO24-/Al2O3-ZrO2/SBA-15仍然保持高度有序的介孔一维六角结构。并将其催化剂用于棕榈酸与甲醇的酯化反应中,采用正交实验确定较佳的工艺条件为:催化剂用量为1.2 g,n(棕榈酸)∶n(甲醇)=1∶12,反应时间为9 h,此条件下棕榈酸甲酯的反应收率可以达到82.3%,实验表明所合成的固体酸催化剂具有良好的催化性能。     

经Al掺杂改性的介孔CaZr4（PO4）6的酸催化活性

对溶胶-凝胶法合成的NZP族介孔CaZr4(PO4)6进行Al掺杂改性,获得了一系列含Al的新型酸性催化剂样品Al-CaZr4(PO4)6。利用X射线衍射、X射线荧光、N2吸附-脱附和NH3的程序升温脱附等技术,表征了样品的物相、Al掺杂量、孔结构和表面酸性;以α-蒎烯的异构化为模型反应表征了样品的酸催化活性。结果表明:经适量Al掺杂改性后的CaZr4(PO4)6仍保持了均匀分布的介孔结构特征,与未经掺杂的CaZr4(PO4)6相比,表面酸性有明显提高。当掺杂的Al与CZP中Zr的物质的量的比分别为0.15和0.20时,获得的催化剂样品Al-CaZr4(PO4)6-0.15和Al-CaZr4(PO4)6-0.20在150℃下对α-蒎烯异构化反应的转化率可以达到40%～47%,而未经掺杂改性的介孔CaZr4(PO4)6在相同反应条件下对α-蒎烯异构化反应的转化率仅为3%,因此,Al掺杂改性可以显著提高介孔CaZr4(PO4)6的酸催化活性。     

改性中孔分子筛MCM-41催化合成丙酸香叶酯

用H2SO4对中孔分子筛MCM（mobile crystalline material）-41进行改性,得到SO42–修饰的中孔分子筛SO42–/MCM-41。通过X射线衍射、红外光谱、NH3程序升温脱附和N2吸附–脱附等方法对所合成样品进行表征。用SO42–/MCM-41催化合成丙酸香叶酯,考察了催化剂处理方法、催化剂用量、催化剂再生对香叶醇酯化反应结果的影响,并比较了H2SO4、MCM-41和SO42–/MCM-41这3种催化剂对合成丙酸香叶酯的催化性能。结果表明：用浓度为0.50mol/L的硫酸浸泡MCM-41中孔分子筛1h,再于450℃焙烧3.0h,能得到良好长程有序性和结晶度的中孔分子筛SO42–/MCM-41,用其催化合成丙酸香叶酯,香叶醇的转化率最高可达88.82%,丙酸香叶酯的选择性为85.20%;H2SO4改性对MCM-41中孔分子筛结构影响不明显,但可提高其酸性。     

SO42-/TiO2-SnO2-Al-MCM-41固体超强酸的制备及其催化合成邻苯二甲酸二辛酯(DOP)

采用水热法合成了Al-MCM-41分子筛,并以此为载体,浸渍法合成了含钛和锡的SO42-/TiO2-SnO2-Al-MCM-41分子筛型固体超强酸催化剂.通过XRD、FT-IR、SEM、TG-DTA、BET、NH3-TPD、酸强度测定等分析测试手段,表征了其介孔结构和表面性质.以邻苯二甲酸酐和异辛醇为原料合成邻苯二甲酸...     

ZrO2/Mo-MCM-41中孔分子筛催化2-甲氧基萘乙酰化反应的研究

在水热条件下制备了Mo-MCM-41中孔分子筛,以Zr(SO4_)_2·4H_2O为锆源,用浸泡和研磨两种方式制得ZrO_2/Mo-MCM-41催化剂。通过XRD、FT-IR、NH3-TPD及N2吸附-脱附技术对合成的材料进行了表征。结果表明:合成的中孔分子筛催化剂具有良好的中孔结构;在通过浸渍的方式制得的ZrO_2/Mo-MCM-41中孔分子筛中,ZrO_2分散于中孔分子筛的孔道内,在Mo-MCM-41分子筛外表面没有发现ZrO_2的结晶体;在通过研磨方式制得的ZrO_2/Mo-MCM-41中孔分子筛,ZrO_2仅存在于Mo-MCM-41分子筛的外表面;Mo原子没有进入分子筛骨架的内部,而是以氧化物的形式存在于分子筛表面。将合成的ZrO_2/Mo-MCM-41用于催化2-甲氧基萘的乙酰化反应,反应结果与SO42-/ZrO_2、HY及HZSM-5相比,以浸泡方式制得的ZrO_2/Mo-MCM-41中孔分子筛表现出良好的催化活性和对目的产物高的选择性。     

环己酮催化氧化合成ε-己内酯催化剂的研究——介孔分子筛超强酸催化剂的研制及表征

以离子液体作模板剂,十二胺为扩孔剂,采用水热晶化法合成出了大孔径的Al-MCM-41介孔分子筛,并采用浸渍法将SO2-4引入其骨架中,最终合成了SO2-4/Al-MCM-41超强酸介孔分子筛.通过XRD、TEM以及N2吸附-脱附等分析方法对其结构进行表征,并用Hammett指示剂法测得了样品的酸强度.结果表明:分子筛Al-MCM-41孔径可达7.1nm,结晶度保留率很低,负载SO2-4后酸度小于-11.99,达到了固体超强酸的要求.采用环己酮催化氧化合成ε-己内酯的反应对催化剂进行活性评价,结果表明,该催化剂有较高的活性.     

硼铝骨架改性中孔分子筛的合成与表征

以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,以十六烷基三甲基溴化铵（CTABr)为结构模板剂,在碱必条件下采用水热晶化法成功合成了B－Al骨架改性的中孔分子筛MCM－41。通过XRD、TG－DTG、IR、N2等温物理吸附等多种表征手段对其进行结构、性质分析;发现B有助于Al进入Si-MCM-41中孔分子筛的无机骨架中,B－Al-MCM-41比Al-MCM-41的晶体完整性好;同时掺入B、Al后的中孔结构分子筛与全硅MCM－41中孔分子筛相比,无机墙表面基团的性质不同,比表面积稍小,最可几孔径稍大,孔径分布较宽;Al,B同晶取代Si进入MCM－41无机骨架人会使其中孔结构发生一些变化,因而合成的B－Al-MCM-41必将有不同的催化、吸附性能。     

复合固体超强酸SO42-/Fe2O3/Al2O3/ZnO的制备及其催化性能的研究

利用共沉淀法由Fe(NO3)3、Al(NO3)3、Zn(Ac)2和H2SO4制备了SO42-/Fe2O3/Al2O3/ZnO催化剂,并用于催化合成苯甲醛丙二醇缩醛,研究了醛醇摩尔比、催化剂用量、反应时间等因素对产品收率的影响。结果表明,在n(苯甲醛)∶n(丙二醇)=1∶1.2,催化剂用量为反应物总质量的1%,反应时间50 min的最佳条件下,苯甲醛丙二醇缩醛的收率可达97.6%。     

固体超强酸SO_4~(2-)/Fe_2O_3的制备及其催化性能的研究

用(NH4)2SO4·Fe2(SO4)3·24H2O直接焙烧的方法制备了固体超强酸催化剂SO42-/Fe2O3,并以乙酸乙酯的合成反应考察了焙烧温度、焙烧时间对固体酸催化活性的影响。实验表明:最佳焙烧温度为550℃,最佳焙烧时间为4h。当催化剂用量为2g,醇酸物质的量比为1.6∶1,回流时间2h时,乙酸转化率为85.1%。     

SO2-4/TiO2-Al-MCM-41制备及其催化合成戊酸丁酯

选择硅酸四乙酯为硅源,在室温和pH=3.5条件下合成具有较低硅铝比的MCM-41型分子筛。以其为基础载体,采用浸渍和焙烧法制备含钛分子筛型固体超强酸。低温N₂吸附、IR、SEM和XRD分析表明,铝已进入分子筛的骨架中;Hammett指示剂测定表明,酸强度H₀<－14.52。以戊酸丁酯合成为探针反应,考察了催化剂的催化性能。结果表明,反应温度为138 ℃、催化剂用量为反应物总质量的1%、丁醇和戊酸的物质的量比为3∶1条件下,产品转化率达98.5%。     

Synthesis of dypnone using SO4/Al-MCM-41 mesoporous molecular sieves

The mesoporous molecular sieves Al-MCM-41 with Si/Al ratio equal to 16, was synthesized under hydrothermal conditions using cetyltrimethylammonium bromide (CTMA⁺Br⁻) as surfactant. The same ratio of Al-MCM-41 materials was impregnated using sulfuric acid, the materials as sulfated Al-MCM-41 (SO₄²⁻/Al-MCM-41). The mesoporous materials viz Al-MCM-41 and SO₄²⁻/Al-MCM-41 were characterized using several techniques e.g. ICP-AES, Nephelometer, XRD, FT-IR, TG/DTA, N₂-adsorption, solid-state-NMR, SEM and TPD-pyridine. ICP-AES studies indicated the presence of Al in the mesoporous materials. Nephelometer studies indicated the SO₄²⁻ presence of the SO₄²⁻/Al-MCM-41. XRD studies indicated that the calcined materials of Al-MCM-41 and SO₄²⁻/Al-MCM-41 had the standard MCM-41 structure. The surface area, pore diameter, pore volume and wall thickness of the mesoporous materials were calculated by BET and BJH equations, respectively. Crystallinity, surface area, pore diameter and pore volume of SO₄²⁻/Al-MCM-41 decreased except wall thickness and the expelling aluminum from the Al-MCM-41 framework increased the Lewis acidity. FT-IR studies indicated that Al-ions were incorporated in the hexagonal mesoporous structure of Al-MCM-41 and sulfuric acid was impregnated into hexagonal Al-MCM-41 materials. The thermal stability of as-synthesized Al-MCM-41 materials and SO₄²⁻/Al-MCM-41 materials were studied using TG/DTA. The environments of the Al-ions coordinated in the silica matrix were determined by ²⁷Al-MAS-NMR. The morphology of Al-MCM-41 and SO₄²⁻/Al-MCM-41 was determined by SEM. The total acidity of Al-MCM-41 and SO₄²⁻/Al-MCM-41 materials was determined by TPD-pyridine. The catalytic results were compared with those obtained by using sulfuric acid, amorphous silica–alumina, H-β, USY and H-ZSM-5 zeolites. The SO₄²⁻/Al-MCM-41 catalyst exclusively forms the product of dypnone from self-condensation of acetophenone molecules due to higher number of Lewis acid sites and has much higher yields than other catalysts except USY.     

Al-MCM-41分子筛对多环烃的催化异构化性能

采用室温法合成了Al-MCM-41分子筛，采用XRD、FT-IR和表面测定仪等方法表征了Al-MCM-41分子筛的结构。以多环烃endo-TCD（桥式四氢双环戊二烯）异构化反应为例考察了不同铝硅物质的量比的Al-MCM-41分子筛催化异构化性能，在此基础上研究了表面负载无机酸及贵金属Pt的促进作用。结果表明，Al-MCM-41分子筛对endo-TCD具有良好的催化异构化作用，无机酸的负载对催化剂活性和提高金刚烷收率具有一定促进作用，而采用化学还原法负载Pt则未达到预期目的。     

SO42-/TiO2/Al2O3型固体酸制备及催化合成醋酸丁酯

以共沉淀-浸渍法制备了SO₄^2-/TiO₂/Al₂O₃型固体酸催化剂,醋酸与正丁醇酯化反应作为探针反应,考察SO₄^2-/TiO₂/Al₂O₃型固体酸催化剂的催化性能,采用响应面法对制备催化剂过程中的陈化温度、硫酸浸渍液浓度和焙烧温度因素进行优化,通过XRD和IR对制备的固体酸催化剂进行表征。结果表明,在陈化温度-4 ℃、硫酸浸渍液浓度1.48 moL·L^-1和焙烧温度586 ℃条件下制得的催化剂催化性能最高,醋酸正丁酯酯化率可达98.1%,重复使用性良好。     

SO2-4/TiO2光催化降解邻硝基苯酚

采用硫酸溶液浸渍处理TiO2制得SO2-4/TiO2光催化剂.考察了光催化剂对邻硝基苯酚溶液的光催化行为.发现SO2-4/TiO2的光催化活性高于TiO2,浸渍液中H2SO4的浓度和催化剂的焙烧温度对SO2-4/TiO2的催化活性有一定的影响,H2SO4溶液的最佳浓度为0.5 mol·L-1,最佳焙烧温度为500℃.催化降解过程符合一级反应动力学规律.     

Catalytic performance of metal ion doped MCM-41 for methanol dehydration to dimethyl ether

Metal ion doped MCM-41 mesoporous molecular sieves (M-MCM-41, M = Al, Ga, Sn, Zr and Fe) were prepared using a hydrothermal synthesis method, with metal chlorides serving as the dopant sources. The M-MCM-41 structures were characterized by Fourier transform infrared spectroscopic (FTIR) analysis, X-ray diffraction, energy dispersive spectroscopy and N₂ adsorption–desorption measurement. The surface of M-MCM-41 acidities were determined by NH₃ temperature-programmed desorption and pyridine-adsorption FTIR analysis, and their catalytic performance for methanol dehydration to dimethyl ether (DME) was evaluated. The results showed that the prepared M-MCM-41, which exhibited a structure similar to that of MCM-41 with long-range ordered mesoporous structure, contained weak acidic sites. The number of weak acid sites in Al-MCM-41 increased as the Al content increased. The Al content in Al-MCM-41 had an important effect on its catalytic performance, where the highest catalytic activity was 80 and 100 % DME selectivity was achieved at a Si/Al molar ratio of 10. For MCM-41 doped with various types of metal ions, M-MCM-41 (M = Al, Ga, Sn and Zr) also presented a similar wide distribution of acidity, and their catalytic activities were ranked in the following order: Al-MCM-41 > Ga-MCM-41 > Zr-MCM-41 > Fe-MCM-41 > Sn-MCM-41, which were related to the coordination of the metal ions.     

SO_4~(2-)/M_xO_y型固体超强酸催化剂改性研究进展

综述了国内外有关SO24-/MxOy型固体超强酸催化剂在载体、促进剂以及贵金属的引入等方面的改性方法。分析了SO24-/MxOy型固体超强酸催化剂的失活原因,详细介绍了载体中引入纳米材料、稀土元素、其他金属元素(Al,Ga等)、交联剂、分子筛等对催化剂活性和稳定性的影响;综述了用S2O28-,稀土离子,其他离子(Ag+,Ni2+,Al3+,Sn4+等),硫酸盐,WO3,MoO3,NO3-等代替SO42-作促进剂,以及引入贵金属Pt和Pd改性方面的研究进展;最后展望了固体超强酸催化剂的发展前景。     

SO42-/TiO2及S2O82-/TiO2催化剂的制备及表征

制备了纳米级固体超强酸SO42-/TiO2、S2O82-/TiO2,以及MCM-41负载的SO42-/ZrO2.利用X射线衍射、氮吸附-脱附和原位吡啶吸附红外等表征方法,并通过对假性紫罗兰酮催化环化反应的初步考察,从结构、酸性和催化活性等方面对三种催化剂进行了比较分析.结果表明,所制备的SO42-/TiO2和S2O82-/TiO2催化剂不但具有小于7.0nm的纳米级晶粒、高于140cm2·g-1的比表面积、以及约4 nm的相对规整的介孔结构,还保持了单纯而完善的锐钛晶型和较强的酸活性.与SO42-/ZrO2/MCM-41主要表现为Lewis酸性不同,SO42-/TiO2和S2O82-/TiO2主要以Bronsted酸性为主,其中采用硫酸为促进剂制备的SO42-/TiO2具有最强的Bronsted酸性,而采用过硫酸根作为促进剂则使S2O82-/TiO2产生较SO42-/ZrO2/MCM-41更强的Lewis酸中心.研究发现,SO42-/TiO2和S2O82-/TiO2对假性紫罗兰酮催化环化反应具有远高于SO42-/ZrO2/MCM-41的酸催化活性,其活性差异源于不同的酸性本质,而催化剂中较多强Bronsted酸中心的存在有利于需要质子参与的环化反应的进行.