Preparation and Properties of Carbon/Zeolite Composites with Corrugated Structure

Composites of carbon/zeolite with corrugated structures were prepared by carbonization, steam activation and/or hydrothermal treatment of corrugated paper. No zeolite formation resulted from conventional hydrothermal treatment of the carbonized and activated samples in NaOH solution but zeolite Na P1 was formed by addition of silica to the solution. By contrast, zeolites Na P1 and Na A were formed by the in-situ crystallization method (hydrothermal treatment of solid samples impregnated with NaOH solution). With higher impregnating NaOH concentrations, longer reaction times and higher reaction temperatures, the products changed to sodalite- and cancrinite-type compounds. Hydrothermal treatment was effective in increasing the specific surface area of the products by the formation of zeolite from amorphous calcium aluminosilicate, and also increased the mechanical strength by gluing together the carbon fibers in the samples. The resulting samples showed enhanced adsorption for polar molecules such as ammonia, water vapor and methanol due to the formation of composites of activated carbon with hydrophilic zeolites.     

PET／沸石分子筛复合材料制备及结晶行为与热性能研究

通过熔融共混方法制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/沸石分子筛复合材料,考察了沸石分子筛在PET中的分散状态;从定性和定量两个方面研究了其结晶行为和结晶动力学;分析了其热稳定性。结果表明,沸石分子筛在PET中分散良好;沸石分子筛对PET具有很好的成核效果和加速PET结晶的作用,平均结晶速率是纯PET的2～3倍;热稳定性也比纯PET有较大幅度提高。     

ZrO2 和Al2O3支撑的MFI 型沸石分子筛膜:支撑体材料对膜性能的影响

采用水热合成法，以纯SiO2为源物质，在介孔Y2O3掺杂的ZrO2(YZ)及大孔α-Al2O3支撑体上制备出高质量的MFI型沸石分子筛膜，通过H2／n-C4H10气体混合物的渗透分离和p-xylene的蒸发研究了不同支撑体上MFI型沸石分子筛膜分离性能，在较低温度范围，YZ支撑的MFI型沸石分子筛膜中n-C4H10的渗透率比Al2O3支撑的膜高很多，最大n-C4H10与H2的分离率达到500，Al2O3支撑的膜中py-xylene的蒸发流量随时间下降很快，而YZ支撑的膜中的蒸发流量则变化缓慢，用XRD对膜的晶体结构进行分析，通过多种温度下热处理不同支撑体上的膜样品研究了其热稳定性与支持体材料的关系，YZ支撑的MFI型沸石分子筛膜的MFI结构在1000摄氏度后仍能保持，而Al2O3支撑的膜950摄氏度时已完全转变为石英相，研究结果表明，YZ支撑的MFI型沸石分子筛膜比Al2O3支撑的膜表现出更好的厌不性，热稳定性以及抗阻塞性。     

PU／SBA-15介孔分子筛复合材料的制备及性能研究

采用预聚法制备聚氨酯（PU）／SBA-15介孔分子筛复合材料,并采用DSC、SEM、DMA和TG等方法对复合材料进行表征。结果表明,PU／SBA-15分子筛复合材料与纯聚氨酯相比,拉伸强度有所提高,耐撕裂性能明显增大;复合材料的耐热性能和耐溶剂性能提高不明显;SBA-15分子筛对聚氨酯软硬段的微相分离影响较小。     

MIL-53/4A沸石复合材料的制备及吸附水性能的研究

通过水热合成法制备4A沸石分子筛,在4A沸石分子筛上制备了金属有机骨架(MIL-53)/4A沸石复合材料,研究了原材料配比、晶化时间和晶化温度对复合材料结构的影响,得到了制备复合材料结构的最佳实验条件:4A与对苯二甲酸摩尔比例为0.8:1,晶化时间为10 h,晶化温度为443 K.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、氮气吸附对该复合材料进行表征,并对该材料吸附水蒸气性能进行了测试.结果表明该复合材料具有微孔的孔道结构,并具有较好的亲水性.     

含氟体系中MFI型分子筛膜的制备及其乙醇/水分离性能

以氟化铵为矿化剂、四丙基溴化铵为模板剂,在负载晶种的钇稳定氧化锆(YSZ)中空纤维支撑体表面合成了MFI型分子筛膜,并用于乙醇/水的分离;系统考察了氟硅比(n_NH4F/n_SiO2)、合成时间等条件对膜分离性能的影响,在n_NH4F/n_SiO2为0.8、合成时间为8 h下合成出高性能膜,其通量达8.2 kg·m^-2·h^-1、乙醇/水分离因子为47;同时研究了MFI型分子筛膜在乙醇/水体系中的分离稳定性,揭示出该方法所合成膜表面无Si-OH,从而避免了Si-OH与乙醇反应而带来膜分离性能的下降.     

用于分离DMF/H2O体系的Me-silicalite-1渗透汽化分子筛膜的制备

采用二次生长法制备了用于渗透汽化分离DMF/H2O体系的杂原子取代Me-silicalite-1/α-Al2O3(Me=Co、Fe)分子筛复合膜,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和紫外漫反射(UV-Vis)等方法对分子筛膜进行表征,结果表明金属离子进入分子筛骨架。渗透汽化实验显示,金属离子掺杂的silicalite-1/α-Al2O3分子筛复合膜,具有较好的分离性能且优先透过有机胺,有利于工业中DMF溶剂的回收和利用。随着操作温度升高,分离因子减小,渗透通量增加。40℃分离质量分数为5%的DMF/H2O混合液时,Co-silicalite-1/α-Al2O3分子筛膜和Fe-silicalite-1/α-Al2O3分子筛膜的分离因子分别为4.4和2.9,渗透通量分别为0.66和0.84 kg·m-2·h-1。     

磁性Fe_3O_4/Beta沸石复合材料制备及其水体磷污染物吸附行为研究

自制得到磁性Fe3O4/Beta沸石复合材料,并通过SEM、XRD、FT IR,磁滞回线表征鉴定,相应最佳吸附除磷实验条件为:0.05g磁性Fe3O4/Beta沸石复合材料对5mL,50mg/L PO34-溶液(pH值为3.0)吸附率近100%,吸附平衡时间为6h,吸附行为符合Freundlich方程,可在碱性介质溶液中脱附再生。磁性Fe3O4/Beta沸石复合材料基于磁基质易于水体分离操作,过程简便可控,实际应用前景广阔。     

多交联体系PU/分子筛复合材料的制备及表征

以聚酯多元醇(PEA)、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI-100)和13X分子筛为原料,采用预聚法制备PU/13X分子筛预聚体,再将预聚体分成两部分,分别与不同比例的扩链剂(MOCA)混合反应,然后将两种体系混合后浇铸成型,制备出多交联体系PU/13X分子筛复合材料.对其力学性能、耐溶剂性能进行了测试并与聚氨酯材料的性能进行了比较.结果表明,多交联体系PU/13X复合材料的耐撕裂性能明显提高,拉伸性能稍有下降;通过DMA、DSC测定,表明多交联体系PU/13X复合材料的玻璃化转变温度降低,微相分离更好,阻尼性能下降;分子筛可以改善多交联体系PU/13X复合材料的耐溶剂性能.     

几种改性/型沸石的制备及其应用

天然沸石经过改性/型处理,可充分发挥其吸附性与离子交换性。Na型斜发沸石能有效处理高铁锰饮用水;多孔改性沸石球对污水中氨氮的去除率达到80%以上;粉煤灰合成的P型沸石有较好的吸附能力和较好催化能力。应用改性/型沸石成本低,效果好。文章介绍了主要的实验室改性/型沸石的制备及应用,以期得到实践推广。     

载银/铜NaA分子筛的制备及抗菌性能研究

探讨了液相离子交换法制备载银/铜NaA分子筛抗菌剂的实验条件,并对载银/铜NaA分子筛样品中载银、铜的含量,抗变色性能及对大肠杆菌、金黄葡萄球菌的抗菌性进行检测。结果表明,与单独载银的NaA分子筛相比,载银/铜NaA分子筛中银和铜含量分别达到5.5%和1.6%,色差更小,抗菌性显著提高。     

具有b取向壳层MFI/MFI核壳分子筛的合成与表征

为了研究MFI/MFI核壳分子筛壳层b取向的形成机理,以圆柱形ZSM-5为核相,用碱性溶液对其表面预处理后,水热晶化合成具有高硅b取向壳层的MFI/MFI核壳分子筛,采用SEM、XRD、TEM、XPS和NMR等表征核相表面与晶化产物的结构。结果表明,核壳分子筛的（020）晶面衍射峰强度明显增强,壳层覆盖度为84％。核相碱处理是壳层形成的关键,未处理核相的表面上壳层不能生长,碱处理后在核相上形成的表面非骨架铝对高硅壳层颗粒的形貌和取向影响较大。在低铝含量条件下成核方式可能从非均相成核转变为均相成核,溶液中形成片状晶体,后经表面Si-OH强作用自组装得到二维紧密堆积的b取向壳层。     

炭基-陶瓷多孔复合材料的低温制备及性能研究

本文以竹炭和高岭土为主要原料,在常规条件下采用掺入抗氧化剂和填埋相结合的烧结手段在低温下制备炭基-陶瓷多孔复合材料.在保证炭基多孔的前提下,通过活化竹炭、调整高岭土含量和烧成温度,使高岭土在较低的烧成温度下析出莫来石晶相,以此增强炭基的抗折强度.通过XRD、SEM和力学性能测试对复合材料的显微结构和力学性能进行了表征与分析.实验结果表明:竹炭的最佳活化时间为18 h,其活性最佳;当高岭土掺入量0.3wt％,烧成温度在950～1100℃时,该多孔材料的体积密度0.52 g/cm3,抗压强度2.8 MPa和显气孔率55.3％.所制备的多孔材料既具有竹炭的吸附净化功能,同时又有较高强度,作为一种新型复合材料,可大大降低环境质量成本.在水体净化,空气净化和催化剂载体等方面将有潜在的应用.     

低硅铝比EU-1沸石的合成与表征

对合成低硅铝比n(Si O2)/n(Al2O3)EU-1沸石过程中的硅源、晶化时间以及硅铝比进行了研究,研究结果表明:硅源选择硅溶胶最合适,硅铝比可以低到20,硅铝比为20的EU-1沸石的晶化时间为65 h即可,延长晶化时间对产品没有太大影响。以标准的EU-1沸石作为参考,对合成的硅铝比为20的EU-1沸石做了X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和低温N2吸附-脱附等表征,结果表明:该法合成的硅铝比为20的EU-1沸石具有较好的结晶度,晶体形貌规整,具有适中的比表面积,孔结构发达,微孔和介孔分布比较均一。     

有机硅烷改性ZSM-5/BPPO非对称膜制备及其渗透汽化性能

以硅烷改性ZSM-5分子筛为填充剂,采用沉浸凝胶相转化法制备了ZSM-5/BPPO非对称膜. 结果表明,分子筛在BPPO膜中分散均匀,填充分子筛后膜表面粗糙度增大、疏水性增强. 以低浓度乙醇-水体系为研究对象,考察了分子筛填充量、进料液浓度及进料液温度对ZSM-5/BPPO膜渗透汽化分离性能的影响. 结果表明,随乙醇浓度增大,ZSM-5/BPPO膜的分离因子减小,渗透通量增大;随进料液温度升高,ZSM-5/BPPO膜的分离因子及渗透通量均增大;在60℃、分子筛填充量为0.3%(w)时,ZSM-5/BPPO膜对5%(w)乙醇-水体系的分离因子高达18.49,渗透通量为529.69 g/(m2×h). ZSM-5/BPPO膜对不同醇-水体系的分离结果表明,醇类分子量越大,膜分离性能越好.     

La^3＋和Fe^3＋共掺杂TiO2／天然沸石的制备与光催化性能

以钛酸正四丁酯为原料、无水乙醇为溶剂、冰乙酸为抑制剂、天然沸石为载体,采用溶胶一凝胶法制备了Fe^3＋、La^3＋掺杂TiO2／天然沸石和Fe^3＋与La^3＋共掺杂TiO2／天然沸石复合光催化剂,并利用紫外高压汞灯为光源的自制反应器进行光催化降解甲基橙试验。通过用X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱,分析了光催化剂晶体结...     

Benzene Selective Oxidation with N2O on Fe/MFI Catalysts: Role of Zeolite and Iron Sites on the Deactivation Mechanism

The catalytic performances of Fe-zeolites having MFI structures and in which the Fe introduced either by ion exchange or during the hydrothermal synthesis has undergone partial framework to extra-framework migration induced by controlled heat treatment are reported. In particular, the catalytic behavior as function of time-on-stream and the formation of carbonaceous species were studied. The results suggest that only a small fraction of the iron is active in the selective oxidation of benzene to phenol in the presence of N₂O. It is suggested that the active fraction is formed by isolated iron ions in a pseudo-octahedral configuration with the sites positioned in hydroxyl nests (defects) of the zeolite and is selective in phenol formation as a result of in situ reduction during the catalytic tests. Two possible pathways of carbonaceous species were identified, the first through the intermediate further hydroxylation of phenol and the second through the coupling of phenol with benzene or another phenol molecule. This second pathway is the dominant mechanism of formation of carbonaceous species, although the relative rate of the two pathways depends on the zeolite characteristics and iron loading. It is also suggested that the second pathway depends on the strong chemisorption of phenol, probably on Lewis acid sites, which hinders the fast back-desorption of phenol out from the zeolite channels and thus favors the formation of carbonaceous species. Catalysts prepared by hydrothermal treatment show a lower rate of deactivation than those prepared by ion exchange, although the latter show a comparable productivity to phenol for amounts of iron in extra-framework positions around 20 to 30 times lower. The results also indicate that the presence of Al in the zeolite framework is beneficial for reducing the rate of deactivation as compared to that of Fe-silicalite samples.