Co-Zr/MCM-41催化氧化石蜡的研究

从催化氧化石蜡生产特种蜡及其添加剂的角度出发,采用Co/SiO2、Co/MCM-41、Zr/MCM-41、Co-Zr/MCM-41为催化剂,用空气作氧化剂,对石蜡氧化进行了实验研究。考察了金属负载量对催化性能的影响、不同负载金属催化剂的石蜡氧化活性比较、Co、Zr含量对Co-Zr/MCM-41活性的影响。实验结果表明,以MCM-41作为载体制备钴负载量为12%、锆负载量为3%的复合氧化物为催化氧化反应的催化剂,在氧化温度为140℃、氧化时间为5 h、空气流量为0.7 L/min、催化剂用量为2%的最经济反应条件下可得到高酯酸比的氧化蜡产品。     

环己烷催化氧化制环己酮的MCM-41催化剂研究

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,采用水热合成法制备纯MCM-41分子筛和掺杂不同金属离子的MCM-41分子筛,并采用等体积浸渍法将一定量的金属离子负载在纯MCM-41分子筛内表面上,制备了负载型和掺杂型2类不同的MCM-41分子筛催化剂.分别考察了负载和掺杂的金属种类、金属Cr负载和掺杂量等对环己烷氧化制环己酮中的催化活性和选择性的影响.研究表明:采用掺杂制备的MCM-41分子筛催化剂活性明显高于负载型MCM-41分子筛催化剂;Cr掺杂量增加,虽然环己烷氧化转化率增加,但产物选择性下降;掺杂Cr的MCM-41分子筛催化剂,用于环己烷氧化制环己酮,在Si与Cr摩尔比为50以下、反应温度75℃、H2O2与环己烷摩尔比为1.2的条件下,环己烷的转化率可达60%左右,环己酮和环己醇的总选择性可达94%以上.     

MCM-41负载Lewis酸催化合成2-甲基吲哚

以苯肼和丙酮为原料,在负载有各种Lewis酸的MCM-41分子筛催化下采用Fischer吲哚合成法合成2-甲基吲哚,在比较了AlCl3/MCM-41、ZnCl2/MCM-41和FeCl3/MCM-41对反应的选择性和收率后发现,负载量为4mmol/g的ZnCl2/MCM-41具有对反应较好的选择性,目标产物收率达到了76.2%。     

杂原子介孔分子筛的制备及其对苯羟化反应的催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,在碱性条件下合成了过渡金属取代的MCM-41和MCM-48,研究了所得产物对以过氧化氢氧化苯直接合成苯酚反应的催化活性。并详细考察了反应的时间、温度、溶剂等对催化反应的活性的影响。     

MCM-41分子筛的水热合成、改性及其应用研究进展

介绍了以水热合成法为主的介孔MCM-41分子筛的合成,简述了近几年国内外介孔MCM-41材料的改性,尤其是金属掺杂改性以及杂多酸改性等方面的最新研究,详细介绍了关于功能化的MCM-41在诸多工业反应上的应用,如在烷基化催化、酯化催化、异构化催化等反应中的应用,最后对介孔MCM-41分子筛材料的发展前景以及未来亟需解决的问题进行了展望。     

Mo-MCM-41催化环戊烯烯丙型氧化的研究

研究了负载钼MCM-41和MCM-48分子筛对环戊烯烯丙型氧化的催化性能。两种介孔材料中,2-环戊烯-1-酮均为主要产物,副产物是少量的环戊烯氧化物和1,2-环戊二醇。实验显示钼MCM-48由于含钼量较高,表现出比钼MCM-41更高的反应活性,使用极性溶剂(如N,N-二甲基甲酰胺和甲醇)2-环戊烯-1-酮选择性降低,极性溶剂诱发双键氧化,生成较多的环戊烯氧化物。钼基固体催化剂,MCM-41和MCM-48再循环使用,对2-环戊烯-1-酮的选择性几乎没有改变。     

Ti负载对硅基MCM-41结构的影响

采用后期浸渍的方法合成了Ti负载硅基MCM-41,并利用XRD、FT-IR、29 Si MAS NMR及N2吸附-脱附等表征手段和苯乙烯的催化氧化反应,系统研究了Ti负载对MCM-41结构和催化性能的影响.研究结果表明:Ti负载后MCM-41结构有序度下降,但仍具有良好的有序结构.Ti进入MCM-41的骨架形成Ti-O-Si键,随着Ti负载量的增加,部分Ti以TiO2的形态存在.与Si-MCM-41相比,Ti负载后MCM-41的孔结构产生变化,比表面积减小,孔径分布变窄.当Ti负载到硅基MCM-41时,其具有明显的催化性能.     

MCM-41负载氧化铜活性组分的结构及其氢程序升温还原特性

用浸渍、表面改性、掺杂、离子交换等方法制备了CuO负载的MCM-41(CuO-MCM-41)催化剂。用X射线衍射、高分辨电镜、氢程序升温还原等技术研究了CuO在MCM-41上的分散情况及氧物种的反应特性。结果表明：负载在MCM-41上的CuO的还原温度要比纯CuO的降低200℃。用离子交换法比浸渍法、掺杂法制备的样品中CuO的分散程度更高，具有更高的氧活性。在有序孔道内分散的高活性的CuO可望在催化领域得到应用。     

金属酞菁催化氧化含硫化合物的实验研究

采用浸渍法将1,4,8,11,15,18,22,25-(异戊氧基)酞菁钴(铜,镍)分别负载到介孔分子筛MCM-41上,形成MCM-41-Co Pc,MCM-41-Ni Pc,MCM-41-Cu Pc组装体。在(20±1)℃,p H=7氧气气氛下,以各组装体为催化剂,研究了其对Na2SO3溶液的催化氧化活性。实验结果表明:各组装体具有良好的催化氧化性能,不同金属酞菁组装体表现出不同的催化活性,MCM-41-Co Pc催化剂的催化氧化性能最好。同种催化剂在不同浓度Na2SO3溶液中的催化活性也有所不同,此类催化剂可重复利用5次。负载型金属酞菁对硫化物的催化氧化作用,可以应用到油气田开发中的污水处理方面,对环保贡献了一定力量。     

负载型CTAB/MCM-41介孔分子筛的制备及其对溴代反应催化性能的研究

采用水热晶化法,以CTAB为模板剂合成出MCM-41介孔分子筛,后经过220℃低温焙烧4 h,可成功将CTAB固载于MCM-41,并对产物进行了XRD表征。将制备的CTAB/MCM-41催化剂用于1,7-庚二醇的溴代反应,通过对使用不同催化剂条件下反应速率的比较表明:CTAB/MCM-41的催化活性较好于未负载的CTAB。负载型的催化剂经多次使用后活性基本不变,并且能够简化反应后的分离步骤。     

Pd Functionalized MCM-41 Catalysts for Suzuki Reactions

Palladium (II) containing siliceous-MCM-41 has been prepared according to an original pathway by the reaction between silica precursors (imeo) and MCM-41. The resulting materials have been characterized by chemical analysis, X-ray powder diffraction, nitrogen sorption isotherms, and SEM and catalysis tests. Catalysis tests show that the very dispersive structure of the Pd-MCM-41 promotes the generation of fairly active catalysts for Suzuki cross-coupling of aryl chlorides and phenyl boronic acid under specific conditions, where the leaching of redox-active species has been minimized (less than 2 ppm).     

Microwave-assisted Sonogashira cross-coupling reaction catalyzed by Pd-MCM-41 under solvent-free conditions

In this paper microwave-assisted Sonogashira reactions of phenyl acetylene with aryl iodide using palladium modified Pd-MCM-41, Pd-Y, Pd-VSB-5 and Pd-SBA-15 under solvent-free conditions were described. The results of microwave-assisted Sonogashira reaction using Pd-MCM-41 or Pd-Y in aqueous conditions were also discussed. The microwave-assisted reaction of phenyl acetylene with phenyl iodide using Pd-Y or Pd-MCM-41 and DBU as a base under solvent-free conditions resulted in yields of 85% and 93%, respectively. The reaction with Pd-Y or Pd-MCM-41 using DBU in DMF:H₂O (4:1) solution reduced yields to 64% and 76%, respectively.     

席夫碱锌改性介孔硅对毒死蜱的吸附与缓释

以3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）、水杨醛和锌离子为改性剂,通过共缩聚法合成席夫碱锌配合物改性MCM-41（Zn-MCM-41）,并以毒死蜱为模型药物,制备了毒死蜱/席夫碱锌配合物改性MCM-41缓释体系。利用XRD、N₂吸附-脱附、FTIR、DSC和XPS对MCM-41、氨基改性MCM-41（NH₂-MCM-41）、水杨醛席夫碱改性MCM-41（SA-MCM-41）的结构、毒死蜱的分布形态和Zn-MCM-41的配位情况进行了表征,考察了MCM-41在改性前后对毒死蜱的吸附量,并着重探究了其对毒死蜱的吸附动力学、吸附热力学以及缓释性能。结果表明,APTES和水杨醛席夫碱改性后的MCM-41仍具有较为有序的介孔结构。MCM-41对毒死蜱的吸附量为54 mg·g^-1,Zn-MCM-41的吸附量为186 mg·g^-1,相对于MCM-41,其吸附量增加了244%。改性前后的MCM-41对毒死蜱的吸附动力学和吸附热力学分别符合准一级动力学模型和Freundlich模型。毒死蜱/席夫碱锌配合物改性MCM-41缓释体系的释药行为可用Riger-Peppas动力学模型来描述,其药物释放由Fick扩散控制。     

MCM-41介孔材料的合成条件和特性对吸附镉离子的影响

以气相氧化硅为硅源,十六烷基三甲基溴化铵(cetyl trimethyl ammonium bromide,CTAB)为模板剂,分别在碱性[氢氧化钠(NaOH),四乙基氢氧化铵,tetraethyl ammonium hydroxide,(C2Hs)4NOH(TEAOH)]和酸性介质条件[盐酸(HCl)]T水热合成了MCM-41有序介孔材料MCM-41-N,MCM-41-T和MCM-41-H.用X射线衍射、氮气吸附-脱附等手段对比分析了合成的3种MCM-41介孔材料的物相、比表面积、孔径、孔体积等,发现酸性介质中合成的介孔材料的孔径最大.在此基础上,利用MCM-41介孔材料对比研究了处理含镉离子(Cd2 )废水的效果和机理,确定了不同介孔材料用量、不同初始pH值条件下MCM-41介孔材料对水中Cd2 的吸附率和吸附量.结果表明:介孔材料用量相同时,溶液pH值的增大有利于提高3种MCM-41介孔材料对水中Cd2 的处理效果.在pH值从7.0到8.0的过程中,其吸附率有1个突变,MCM-41-T的Cd2 吸附率从35.65%提高到62.15%;MCM-41-N的从38.80%提高到69.40%;MCM-41-H的从50.22%提高到73.47%.孔径最大的MCM-41-H对Cd2 的吸附效果最佳,最大吸附率为89.56%,最大吸附容量为8.57 mg/g.吸附溶液pH值的大小和介孔材料的孔径尺寸是决定吸附量大小的关键因素,因此,重点应通过优化合成工艺提高介孔材料的孔径.     

介孔分子筛的制备及催化合成2-三氟甲氧基-5-硝基苯胺

采用直接合成法制备出由MCM-41介孔分子筛负载SO3H的催化剂,测定了催化剂表面的酸中心组成,并考察了不同工艺条件下邻三氟甲氧基苯胺区域选择性硝化的催化性能。用硫酸钡重量法、TEM和N2吸附-脱附表征了MCM-41-SO3H的结构。结果表明,MCM-41-SO3H保持了MCM-41的介孔结构,BET表面积高达560 m2/g,表面含有质子酸中心;得到最佳的工艺条件:m(邻三氟甲氧基苯胺)/m(催化剂)=32,n(硝酸)/n(邻三氟甲氧基苯胺)=3.0,反应温度65°C,反应时间3 h,邻三氟甲氧基苯胺转化率为93.5%,2-三氟甲氧基-5-硝基苯胺含量达到84.2%。催化剂焙烧温度290°C,催化剂重复使用6次仍保持较高活性。     

Synthesis, characterization and catalytic properties of NiMo/Al2O3–MCM-41 catalyst for dibenzothiophene hydrodesulfurization

Ni–Mo/Al₂O₃–MCM-41 supported catalysts have been investigated for modification of MCM-41 by using sol–gel alumina incorporation method. Different catalysts were synthesized with variation of Si/Al molar ratios of 10, 50, 100 and 200. High specific surface area ordered meso-porous solid (MCM-41) was synthesized by using organic template method. In order to modify the low acidity of silica solid, the surface of MCM-41 was modified by incorporation of alumina. The surface acidity of solids modified significantly with variation of alumina content in the supports. The sol–gel method of alumina incorporation was used, which does not modify extensively the pore characteristics of MCM-41 material during the preparation of Al₂O₃–MCM-41. The X-ray diffraction intensities indicated that alumina as well as MCM-41 were present in the synthesized supports. Additionally, the hydrothermal stability of the Al₂O₃–MCM-41 materials was maintained up to 873 K using sever conditions like 100% water vapor stream. The catalytic activity of the catalysts was tested in the hydrodesulfurization (HDS) of dibenzothiophene (DBT). Selectivity was oriented mainly to the production of biphenyl (BP) and for high Si/Al ratios toward cyclohexylbenzene (CHB) and showed a higher conversion and better selectivity to hydrogenation (cyclohexylbenzene).     

13X微孔沸石和MCM-41介孔材料的合成及用于处理含Cd2+废水

以天津蓟县钾长石矿粉为主要原料,经选矿、煅烧、水热处理等工艺成功合成了13X微孔沸石. 以气相氧化硅、氢氧化钠、十六烷基三甲基溴化铵等为主要原料,在水热条件下合成了MCM-41有序介孔材料. 采用XRD和N2吸附-脱附等手段对合成的13X沸石和MCM-41介孔材料的物相、比表面积、孔径、孔体积等进行了分析对比. 在此基础上,对13X沸石和MCM-41介孔材料处理含Cd2+废水的效果和机理进行了对比研究,确定了不同分子筛用量、不同初始pH值、不同混合时间下13X沸石和MCM-41介孔分子筛对水中Cd2+的吸附率和吸附量. 研究发现,尽管MCM-41的比表面积和孔径远大于13X沸石,但其对水中Cd2+的处理效果却低于13X沸石,这与13X沸石和MCM-41的孔道结构类型、化学组成、表面荷电性质等有关.     

新型MCM-22/MCM-41复合分子筛上FCC汽油降烯烃芳构化反应

采用纳米组装法合成MCM-22/MCM-41微孔/介孔复合分子筛,分别以H-MCM-22和H-MCM-22/MCM-41为催化剂,在固定床微反装置上对FCC汽油进行降烯烃芳构化的对比考察。结果表明,在反应时间2 h内,与MCM-22相比, MCM-22/MCM-41具有高的芳构化性能和持久的初始活性,复合分子筛汽油改质的产物中,芳烃体积分数由28.58%上升至51.1%,烯烃体积分数由34.04％降至5.8％。探讨了新型H-MCM-22/MCM-41复合分子筛用于FCC汽油改质的操作条件以及催化剂失活再生性能。结果表明,最佳反应条件为：反应温度400 ℃,压力2 MPa,空速3 h^-1。失活催化剂经过两次再生,降烯烃芳构化性能基本不变。     

Direct impregnation method for preparing sulfated zirconia supported on mesoporous silica

A new method has been developed to prepare sulfated zirconia (S–ZrO₂) supported on mesoporous silica. With direct exchange of metal containing precursors for the surfactants in the as-synthesized MCM-41 materials, the problem of fill-up of the mesoporous structure was avoided and high sulfur content was achieved. By using this method, the composite of S–ZrO₂/MCM-41 with ZrO₂ content higher than 60 wt.% can be easily obtained without serious blockage of the pore structure of MCM-41. Nevertheless, the pore size and pore volume of the resultant S–ZrO₂/MCM-41 composites were found to vary markedly with the loading of ZrO₂. The strong acidic character of the obtained composites was examined by using them as catalysts in n-butane isomerization. Introduction of other metals such as aluminum as promoter into S–ZrO₂/MCM-41 can be easily conducted by the direct impregnation method.     

Tethering of Cu(II) Schiff base metal complex on mesoporous material MCM-41: catalyst for Ullmann-type coupling reactions

The siloxane-functioned Cu(II) complex derived from 3-aminopropyltrimethoxysilane, terephthaldehyde and 2-aminophenol was anchored on hexagonal mesoporous silica MCM-41. The MCM-41 and its Schiff base MCM-41 complex was characterized by FTIR, small-angle X-ray diffraction, SEM-EDX, N₂ adsorption and desorption analysis and TGA. The synthesized Cu-Schiff base MCM-41 catalyst has been successfully applied as a catalyst for Ullmann-type coupling reaction of the aryl halides with aryl halides, phenols, amines and N-heterocyclic amines. In the coupling reaction the yields of the products were good and the catalyst was recovered by simple filtration method and can be reused.