甲基官能化MCM-48分子筛的制备与表征

以甲基三甲氧基硅烷为偶联剂,用化学接枝法对MCM-48分子筛进行改性,制备了甲基官能化的MCM-48分子筛.利用FT-IR、XRD、低温N2吸附/脱附等手段对产物进行结构和性能分析.实验结果表明,硅甲基取代了MCM-48分子筛表面和孔道内羟基,成功接枝到MCM-48表面上,膜孔径、比表面积及孔体积均减小,但MCM-48保留原有立方有序结构.MCM-48分子筛甲基硅烷化改性后表面疏水性提高,水热稳定性提高.     

以间苯二酚-甲醛溶胶和MCM-48原粉制备有序介孔炭分子筛

以含有机模板的介孔纯硅分子筛MCM- 48原粉为模板,以间苯二酚(R)-甲醛溶胶为炭源制备了有序介孔炭分子筛.考察了w(R)/w(MCM- 48)和w(R)/w(H2O)对合成介孔炭分子筛的影响.产物用N2吸附/脱附、XRD、SEM、TEM和TG等手段进行了表征.结果表明,w(R)/w(MCM- 48)和w(R)/w(H2O)对所得到的介孔炭分子筛的有序性和比表面积有较大的影响.优化的w(R)/w(MCM- 48)比为0.50～0.65、w(R)/w(H2O)比为0.15～0.35,此时,能形成比表面积大于1125m2/g、平均孔径在2.2～2.4nm、具有规则介孔结构的炭分子筛,且这种炭分子筛具有高的热稳定性.     

两步晶化法制备MCM-48/ZSM-5复合分子筛

利用两步晶化法制备了高水热稳定性的MCM48/ZSM-5介微孔复合分子筛.通过SEM、TEM、XRD、IR和N₂吸附脱附进行表征,结果显示,该材料的结构不同于简单的机械混合,而是具有微孔孔壁和三维立方介孔孔道的复合材料,其孔道尺寸为2.6nm左右.该复合分子筛在沸水中处理6h后,介孔结构仍保留完好.通过考察晶化时间对复合分子筛的影响,证明了介孔和微孔的组装是一个竞争的过程,复合分子筛中介孔与微孔结构的比例随晶化时间的变化而变化,且具有介孔孔道和微孔孔壁的复合分子筛150℃的最优晶化时间为8h.     

杂化材料Eu（Phen）_2Cl_3/MCM-48的荧光性能及热稳定性

采用超声波辅助.溶液浸渍法将稀土配合物Eu(Phen)2Cl3装入中孔分子筛MCM-48孔道.合成了不同组装量的杂化材料Eu(Phen)2Cl3/MCM-48.运用XRD、ICP、N2吸附-脱附、DTA-TG、TEM、荧光光谱等手段对杂化材料进行了表征,研究表明稀土配合物已进入分子筛孔道,且随着配合物嵌入量的增加.杂化材料的荧光发射也逐渐增强.经ICP分析得出Eu(Phen)2Cl3在MCM-48中的饱和吸附量为8.6%,此时荧光强度最大.与纯稀土配合物Eu(Phen)2Cl3相比,Eu(Phen)2Cl3/MCM-48的热稳定性提高了约200℃.     

反扩散法制备介孔MCM-48分子筛膜

采用反扩散法制备介孔MCM-48分子筛膜.首先以CTAB和P123为双模板,以TEOS为硅源,合成了MCM-48晶种.采用热浸渍法在α—Al2O3载体上预涂MCM-48晶种层.MCM-48分子筛膜的制备采用反扩散法,即通过硅源(TEOS)和模板剂(CTAB)溶液分别配制,载体管内外分开装填的工艺制备介孔MCM-48膜.利用XRD、SEM及单组分气体渗透实验对制备的样品进行表征.XRD结果表明,所合成的MCM-48晶种具有良好的长程有序性及较高的规整度.从SEM照片看,合成的MCM-48粉体具有晶形,颗粒大小均匀.能够在大孔径的α—Al2O3管状载体上形成平整、致密的晶种层.MCM-48分子筛膜的SEM照片表明,膜层很薄,并且是连续致密的.室温下,制备的MCM-48分子筛膜的H2渗透率达到10-7mol/(m2·s·Pa),压降为0.1 MPa时MCM-48膜对H2/N2的分离系数达到3.0.     

高可见光响应型单斜介孔BiVO4的合成与表征

利用纳米铸造法,以立方有序介孔分子筛MCM-48为硬模板,550℃成功制备了结晶良好的纯相单斜介孔BiVO4.采用XRD、TEM、BET及UV-Vis光谱分析对样品的结构进行了表征,结果表明:与水热法制备的大颗粒样品相比,"纳米铸造"介孔BiVO4的平均孔径为16.8nm,孔体积为0.1 cm2/g,比表面积高达22.9 m2/g,有效减少了光生电子和空穴复合的几率,在可见光范围内表现出优良的可见光催化活性,90min内对乙基黄原酸钾的光催化降解率高达78%.     

NaY分子筛模板法合成多孔炭材料

采用NaY沸石分子筛作模板,乙酰丙酮为炭前驱体,使用液相浸渍-气相沉积工艺合成了富含微孔和中孔结构的多孔炭材料并对其进行了表征.所合成的多孔炭比表面积1351m2/g,孔容0.892cm3/g,微孔率0.63,孔径分布多在0.8nm～3.0nm之间.     

纳米介孔分子筛的合成、表征与催化性能的研究

以硅酸钠为硅源、偏铝酸钠为铝源、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,两步水热法合成出了有序性好、热稳定性与水热稳定性高的介孔分子筛.XRD、AFM、TG、RT-IR、BET比表面和孔径测定以及热稳定性和水热稳定性研究表明:制得了粒径为30～50nm的纳米级介孔分子筛,并且所制备介孔分子筛的比表面积大于800m2/g;在1123K以上热稳定性好;100℃水热处理10天后有序性、孔径和比表面都没有明显的变化.负载Pt样品对苯加氢反应的催化性能研究表明,反应温度250℃、3.0MPa下,载Pt样品的苯加氢活性和选择性都接近100%,连续反应30h催化活性没有明显的降低.     

两步晶化法制备介孔材料及其催化性能研究

采用两步晶化法,由MCM-22沸石前驱体合成了一种介孔材料.通过XRD、N2吸附-脱附、TEM、27A lMAS NMR以及吡啶吸附红外光谱等技术对样品进行了表征.结果显示所合成的样品不是微孔沸石与介孔材料的混合物,而是含强酸性中心、水热稳定性良好的新型介孔分子筛.利用异丙苯的裂解反应、苯和1-十二烯烃的烷基化反应,评价了其对大分子的酸催化活性,并与常规介孔材料MCM-41进行了比较.在350℃时,所合成的介孔材料和常规介孔材料MCM-41对异丙苯的裂解转化率分别为68.98%和48.80%.在210℃苯和1-十二烯烃的烷基化反应时,所合成的介孔材料和MCM-41对1-十二烯烃的转化率分别约为95.20%和86.89%,产物直链烷基苯的选择性分别约为88.11%和90.06%.结果表明所合成的介孔材料对大分子的酸催化性能优越于常规介孔材料MCM-41.     

不同结构的颗粒填充对环氧树脂纳米复合材料性能的影响

通过溶液共混法制备了环氧树脂/纳米介孔MCM-41和环氧树脂/纳米SiO2复合材料,研究了结构不同的填充颗粒、不同的填充颗粒含量及其复合材料的分散性与力学性能.结果表明,由于这种具有双重纳米结构(纳米级颗粒尺寸和纳米级的介孔结构)的介孔分子筛MCM-41能与基体形成新型网络复合结构,因此在纳米介孔MCM-41的含量适当(小于10%,质量分数,下同)时,纳米介孔MCM-41能均匀地分散在环氧树脂基体中,有效地提高复合材料的拉伸强度.而含量较高(不低于5%)的实心纳米SiO2将在环氧树脂基体中产生大量团聚体,使复合材料的拉伸强度降低.     

氟离子体系中制备MCM－48介孔分子筛

利用溶胶-凝胶水热法,以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板,正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,在不同n（F）／n（Si02）（摩尔比为0～0．2）下合成了MCM-48介孔分子筛。通过粉末X射线衍射（XRD）,N2吸附-脱附、扫描电镜（SEM）对合成样品进行表征。结果表明：反应物中加入F,有利于制备出有序性好、骨架聚合度高、热稳定性和水热稳定性好的MCM-48介孔分子筛材料。由XRD谱图发现：n（F）／n（SiO2）在0．0～0．1时均能生成MCM-48,且随着n（F）／n（SiO。）比率的增大所得样品的结晶度增强,有序度增加;当n（F）／n（SiO2）增大到0．2时,样品的结晶度减弱,有序度降低。     

Synthesis and characterization of super-microporous material with enhanced hydrothermal stability

Super-microporouos silicon material with high hydrothermal stability denoted as MCM-41-T has been prepared from mesoporous MCM-41 by high temperature treatment. The structural and chemical property of MCM-41-T has been characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, N₂ adsorption-desorption, infrared spectroscopy and ²⁹Si MAS NMR. The characteristic results show that Si-OH groups are forced to condense by high temperature treatment, and the pore size of MCM-41-T is around 1.5 nm in the super-microporous range. Compared with the original material MCM-41, the hydrothermal stability of MCM-41-T has been significantly enhanced.     

超临界CO_2中MCM-41-g-PHEMA介孔复合物的制备及性能

以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为单体,用乙烯基三乙氧基硅烷改性的介孔分子筛MCM-41为载体,偶氮二异丁腈为引发剂,在超临界二氧化碳中通过沉淀聚合,成功合成了聚甲基丙烯酸羟乙酯-二氧化硅介孔复合材料(MCM-41-gPHEMA)。考察了反应物配比、反应时间和反应压力对所制复合物形貌与产率的影响。对所合成的复合物进行红外光谱分析、比表面积、小角X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、热重分析等表征。研究了复合物的溶胀性及在不同pH下对牛血清白蛋白(BSA)水溶液的吸附性能与吸附动力学。结果表明,MCM-41-g-PHEMA的孔径约为6.3nm,热稳定性明显提高,复合物对BSA的吸附动力学符合伪二级速率方程,最大吸附量为35mg/g。     

温和条件下介孔分子筛MCM-41的修饰与表征

在温和条件下,以３－氨丙基三乙氧基硅烷为偶联剂,修饰介孔分子筛 ＭＣＭ－４１（Ｓｉ／Ａｌ＝３５）,成功地将有机官能团引入到介孔分子筛孔道中,制备了一种无机一有机复合材料ＭＣＭ－（ＣＨ_２）_３ＮＨ_２,以 ＸＲＤ、ＦＴＩＲ、ＤＴＡ－ＴＧＡ、 Ｎ_２吸附－脱附和 ＨＲＥＭ表征了复合材料;结果表明：有机基团－（ＣＨ_２）_３ＮＨ_２不仅进人孔道、修饰了ＭＣＭ－４１的孔壁,而且使介孔分子筛ＭＣＭ－４１保持了有序的孔道结构．     

不同偶联剂对介孔分子筛MCM-41的表面修饰及对MCM-41/环氧树脂性能的影响

使用2种硅烷偶联剂(KH550和KH792)对介孔分子筛MCM-41进行表面改性,采取氮气吸附-脱附、FTIR和TGA等进行表征,并采用原位聚合法制备了MCM-41/环氧树脂复合材料,研究了偶联剂种类和MCM-41用量等对复合材料固化过程及性能的影响。结果表明:硅烷偶联剂可与MCM-41表面的硅羟基反应,在分子筛内外表面接枝上功能化基团。经表面修饰的MCM-41比表面积下降为原来的1/5,KH550在MCM-41表面接枝率仅为KH792的一半。KH550与MCM-41外表面反应得更充分,KH792对MCM-41孔道内壁的修饰效果更强。固化动力学结果表明:KH792的功能化基团有伯胺和仲胺,与环氧树脂具有更高的反应活性,但不利于环氧大分子进入孔道,仅以球形粒子的形式添加在环氧树脂中;KH550表面修饰的MCM-41可使环氧大分子进入孔道内形成互穿结构。KH550表面修饰体系更多体现出MCM-41多孔的特征,形成了有机-无机互穿结构的复合体系,大幅度提高了储能模量和玻璃化转变温度。KH792表面修饰体系则呈常规球形纳米粒子的特征,其储能模量和玻璃化转变温度较纯环氧树脂有所提高但幅度不大。     

Preparation of ordered 2-D hexagonal mesoporous silica with ultra thick pore walls using a novel nonionic organosilicon surfactant

Mesoporous silica was synthesized by modified nonionic organosilicon surfactant under acidic condition for the first time. The XRD patterns, HRTEM image and corresponding BET characterization show that it has ordered 2-D hexagonal pore channel and ultra thick pore wall (about 6 nm). The calcination can result in the vanishment of organic composite and the linkage of the hydrolyzed silica source and the hydrophobic chain (polymethylsiloxane) of the silica-based template. Hence this recombination process tremendously enhances the pore wall of the resulting mesoporous material and causes a certain amount of micropores in the wall. The resulted mesoporous material has high hydrothermal stability due to its ultra thick pore wall and hydrophobic surface.     

镧(Ⅲ)对SBA-15分子筛改性研究

借助水热法，利用三嵌段共聚物聚(1，2—亚乙基二醇)—嵌段—聚(丙二醇)—嵌段—聚(1，2—亚乙基二醇)为模板剂，正硅酸四乙酯为硅源，强酸性条件下制备了分子筛SBA—15．分别以水及水 乙醇为介质采用LaCl3溶液与煅烧的主体材料SBA—15分子筛固—液相交换法，制备了La—(SBA—15)复合材料．利用化学分析、粉末XRD、N2吸附技术、IR评价了制备方法的有效性及对SBA—15分子筛孔结构的影响．结果表明，镧已并入SBA—15分子筛中，SBA—15内表面上的硅羟基团是镧进入的主要位置，部分客体在分子筛孔道内．制得的材料La—(SBA—15)保持高度有序的介孔二维六角结构，不改变载体SBA—15的介SLSL道结构．此外，考察了La—(SBA—15)产物的发光现象。     

镧(Ⅲ)对SBA-15分子筛改性研究

借助水热法,利用三嵌段共聚物聚(1,2-亚乙基二醇)-嵌段-聚(丙二醇)-嵌段-聚(1,2-亚乙基二醇)为模板剂,正硅酸四乙酯为硅源,强酸性条件下制备了分子筛SBA-15.分别以水及水+乙醇为介质采用LaCl₃溶液与煅烧的主体材料SBA-15分子筛固-液相交换法,制备了La-(SBA-15)复合材料.利用化学分析、粉末XRD、N₂吸附技术、IR评价了制备方法的有效性及对SBA-15分子筛孔结构的影响.结果表明,镧已并入SBA-15分子筛中,SBA-15内表面上的硅羟基团是镧进入的主要位置,部分客体在分子筛孔道内.制得的材料La-(SBA-15)保持高度有序的介孔二维六角结构,不改变载体SBA-15的介孔孔道结构.此外,考察了La-(SBA-15)产物的发光现象.