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.     

Zr/SBA-15复合材料的合成与表征

借助水热法,在酸性条件下直接加入合成系统前驱盐(硝酸锆或氧氯化锆),通过蒸发得到复合物,然后进行煅烧,制备Zr/SBA-15复合材料。利用X-射线粉末衍射和扫描电镜表征,结果显示此材料呈现二维六角密堆积结构,在Zr/Si摩尔比大于1/10时,合成材料中均出现锆的氧化物晶体相,且采用两种前驱盐合成材料形貌有很大的差别。     

ZSM-5/SBA-15复合分子筛催化热解稻壳制备芳烃化合物研究

通过后合成法制备了ZSM-5/SBA-15复合分子筛,利用X射线衍射、透射电子显微镜、BET比表面积测试法和傅里叶变换红外光谱等表征方法对合成的分子筛催化剂进行了表征,在立式固定床反应器进行稻壳热解实验,分析了ZSM-5/SBA-15复合分子筛催化热解制备芳烃化合物的性能。结果表明:ZSM-5/SBA-15具有微-介孔复合结构;与未添加催化剂相比,催化剂的加入使得热解油中芳烃化合物(主要是苯、甲苯、二甲苯、萘和甲基萘等)的产率得到有效提高。此外,与ZSM-5相比,ZSM-5/SBA-15的加入提高了液体产物的产率,降低了气体产物的产率;而且单环芳烃(苯、甲苯和二甲苯)的产率和选择性都得到提高,单环芳烃选择性达到84.6%,与之相应的是多环芳烃的产率明显下降。     

掺杂镧的固体碱MgO/SBA-15催化大豆油制备生物柴油

采用浸渍法制备了掺杂镧的固体碱MgO/SBA-15催化剂,将其用于大豆油酯交换制备生物柴油的反应。XRD表征结果显示,活性组分在载体SiO2骨架中高度分散。考察了不同镧镁物质的量比、焙烧温度和催化剂用量等因素对催化剂性能的影响,发现镧的引入有利于催化剂与反应物的接触,从而提高催化剂的活性;镧和镁物质的量之比为0.5∶1,催化剂焙烧温度700℃,焙烧时间3h,催化剂质量分数为3%,反应时间3h时,生物柴油的产率达到95%以上。     

载Ag改性13X分子筛的制备及其燃油吸附脱硫性能研究

通过金属硝酸盐溶液浸渍离子交换并结合焙烧的方式,制备负载Ag+改性13X分子筛,并考查其在燃油吸附脱硫中的应用。比较负载不同金属离子改性13X分子筛对模拟燃油中噻吩的吸附脱除能力,确定了对13X分子筛吸附脱硫能力影响依序为Ag+>Ni 2+>Zn2+>Fe3+,结果符合软硬酸碱理论。分析了焙烧条件对载银改性分子筛吸附脱硫能力的影响,确定最优焙烧温度450℃、焙烧时间6h。对Ag(Ⅰ)-13X进行SEM、XRD、BET等表征,结果表明改性过程没有明显改变分子筛原本的多孔结构。通过对比13X分子筛改性前后对模拟汽油的填充床吸附实验,表明载银改性后,分子筛吸附剂的脱硫能力得到显著提高。     

偶联剂改性SBA-15对MMA溶液聚合及其复合材料性能的影响

制备了不同硅烷偶联剂改性的介孔分子筛(M-SBA-15),利用X射线衍射测试了M-SBA-15的晶体结构。进行了介孔材料存在下甲基丙烯酸甲酯(MMA)的溶液聚合反应,研究了占MMA质量1%的硅烷偶联剂改性的M-SBA-15对原位溶液聚合产物PMMA/M-SBA-15复合材料的分子质量及其分布、动态力学性能和热稳定性的影响。研究表明:与纯的PMMA和使用未改性的介孔材料相比,添加改性后的SBA-15提高了复合材料的分子质量、玻璃化转变温度和较高温度(>80℃)下的动态力学性能,使用含双键的偶联剂改性效果更好。扫描电镜照片看出,改性后的介孔材料在复合材料中分散更好。     

粉煤灰合成介孔分子筛SBA-15对稀土元素的吸附

以粉煤灰为原料、EO_(20)PO_(70)EO_(20)(P123)为模板剂,采用碱溶-水热法制备出高度有序的介孔分子筛SBA-15;以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为修饰剂对SBA-15进行表面氨基化。再用膦酰基乙酸(PAA)、二乙烯三胺五乙酸二酐(DTPADA)对其进一步功能化,合成材料PAA-SBA-15和DTPADA-SBA-15。通过小角XRD衍射、全反射红外、和氮气吸附对材料进行了分析和表征,并研究了材料对稀土元素Yb、Ho的吸附性能。结果表明,经过不同官能团修饰的材料依然具有良好的介孔结构;此外吸附结果表明,在pH值为6时,PAA-SBA-15对Ho、Yb的吸附效率分别为89.8%,94.4%;在pH值为2时,DTPADA-SBA-15对Ho、Yb的吸附效率为92.6%,89.0%。     

掺镧改性钛酸钡纳米多晶粉体的制备和表征

以La(Oac)3,Ba(Oac)2,Ti(On-Bu)4为起始物，采用共溶-水凝胶法制备掺镧改性钛酸钡纳米晶粉体LaxBa1-xTiO3(x=0.00,005,0.10,0.20,0.30)，利用正交试验对制备溶胶的主要工艺进行优化：溶胶是由总浓度为0.7mol/L的起始物逐步滴入蒸馏水进行共溶水解而得，其介质为氨水调节的pH=3.8和70℃醋酸。将溶胶陈化和浓缩而得湿凝胶，干凝胶是将湿凝胶在烘箱中经50℃/24处理而得。对干凝胶及其焙烧粉体进行了七项特性表征：首先取少量干凝胶进行TG-DTG和FT-IR测试，以确定焙烧温度范围和历程；然后另取一部分干凝胶在该温度范围内的不同温度点上焙烧，以便制得系列粉体试样，对其进行FT-IR、SRD、SEM、EDS、TEM及LRS表征，以比较各试样的晶相成、原始晶粒尺寸、晶格常数及其四方相畸变度δ（即晶轴比c/a）、团粒形貌及微区金属元素含量等并从中优选工艺，探讨共溶-水凝胶过程及掺镧改性机理等。     

掺镧改性钛酸钡湿敏陶瓷元件

以a(OAc)3,Ba(OAc)2,Ti(O^nBu)4为起始物，采用共溶－水凝胶法经陈化获得湿凝胶，干燥后制得干凝胶，研磨过筛和坦渗电极、加压成型为 素坏，经不同温度和保温时间烧结，制得掺镧LaxBa1-xtiO3陶瓷传感元件系列（x=0.00,0.05,0.10,0.20,0.30),测试其阻－湿特性，从中获得了具有良好特性参数的湿敏陶瓷及其主要工艺条件（x=0.10,1350℃／1h），阻－湿特性在工作湿度范围内（相对湿度RH＝32．8％－93．6％）的平均灵敏度=5^10^4kΩ/RH(%)，线性相关因子r=0.998，响应时间r=110s，湿滞低于4％，湿敏选择性良好：对H2，CH4，CH2＝CH2，CH3CH＝CH2，CO，C6H6和CH3CH2OH（g)七种气体具有抗干扰性能，应用SEM，AFM及XRF对陶瓷的显微结构和元素含量进行测定，确定了陶瓷的显微组织，晶粒尺寸，晶相结构，表面粗糙度和全元素分析。讨论了掺镧改性的可能机理：La^3 不等价取代Ba^2 ，引起Ti^4 捕获一个自由电子而变价为Ti^3 ，该电子在适腚的陶瓷显微结构下受水分子影响易于进入导带，使掺镧钛酸得以半导化；半径较小的La^3 取代半径较大的Ba^2 ，则降低四方晶相的晶格畸变度δ，即晶轴比c/a变小，使四方晶格的不对称性及各向异性降低，从而减少陶瓷烧结后冷却过程中内应力引起的破裂。     

酸度对掺杂Ce-SBA-15介孔分子筛合成的影响

采用溶胶-凝胶法,以三嵌段共聚物(P123)作为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,通过微波辅助加热快速合成出骨架掺杂的Ce-SBA-15介孔分子筛.采用X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶变换红外(FT-IR)、N2等温吸附-脱附法、紫外-可见漫反射(DRS)等手段对合成的样品进行表征.结果表明,当凝胶的pH=2～7时...     

SBA-15介孔分子筛吸附电镀废水中Cu2＋的最佳条件和效果

为了开发新型高效廉价的吸咐材料,利用常压微波辐射法在酸性条件下以三嵌段共聚物（P123）为模板剂,制备了高度有序的SBA．15型介孔分子筛。研究了静态条件下SBA-15对电镀废水中Cu2＋的吸附,探讨了SBA-15用量、废水pH值、吸附时间、吸附温度对去除Cun效果的影响。结果表明：废水pH值为5．0,Cu2＋在0—1...     

杂原子富集的球状M/SBA-15(M=Al,Fe,Ni)介孔分子筛的控制合成及表征

在酸性条件下合成了金属杂原子富集的、球形的高度有序的M/SBA-15(M=Al,Fe,Ni),并利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、扫描电子显微镜(SEM)、低温N2吸附脱附等温线和BJH孔径分析等手段对样品进行分析。结果表明,金属的掺入不会改变SBA-15的结构,但会使有序度降低,并令孔道阵列周期参数a0减小,金属离子的种类是影响M/SBA-15有序性的关键因素。在SBA-15中掺入金属离子会促使其形成相对均一的球形粒子,球状物与非球形物质相比含有的金属原子较多,该合成方法下所得样品对杂原子有明显的富集作用。M/SBA-15中大部分的金属元素都进入了SBA-15的骨架,与骨架氧产生了相互作用,同时又有少部分的金属元素以氧化物的形式存在于产物的表面。     

2-羟基-1-萘甲醛功能化SBA-15吸附剂的制备及其对Cr(III)的吸附性能

为去除水体中Cr(III)的污染, 本研究利用席夫碱反应原理制备了2-羟基-1-萘甲醛功能化SBA-15吸附剂(Q-SBA-15)。通过不同测试手段对所制备样品的形貌、孔道结构、元素组成和表面化学状态进行了系统表征。结果表明, SBA-15经2-羟基-1-萘甲醛修饰后, 其比表面积和孔径明显减小, 但表面形貌和晶体结构没有明显变化。为研究Q-SBA-15对Cr(III)的吸附性能, 详细分析了溶液pH和离子强度的影响, 以及吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学和再生性能。结果表明, Q-SBA-15对Cr(III)吸附过程遵循准二级吸附动力学模型和Langmuir模型。当吸附温度为 40 ℃、pH为6、吸附时间为120 min时, Q-SBA-15对Cr(III)的吸附容量最大, 达到102.3 mg/g。Q-SBA-15对Cr(III)的吸附作用主要依靠其表面官能团与Cr(III)的配位螯合作用, 且为自发吸热过程。再生实验表明Q-SBA-15具有良好的重复使用性。该Q-SBA-15吸附剂在去除Cr(III)方面具有潜在的应用价值。     

锆掺杂MCM-41介孔分子筛的水热合成与稳定性

水热条件下,以硅酸钠和硫酸锆为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,按照初始的ZrO2与SiO2物质的量之比0.05、0.1、0.2和0.3合成了4种不同锆含量的含锆介孔分子筛(ZrMCM-41).采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)和比表面积孔径测定等方法对样品的结构和形貌进行了表征.考察了不同ZrO2与SiO2物质的量之比、不同焙烧温度以及不同水热处理时间对样品孔结构的影响.结果表明:合成的样品具有典型的MCM-41介孔结构,其比表面积为448.6~891.9 m2/g.随着样品中锆含量的增加、焙烧温度的升高和水热处理时间的延长,所合成样品的介孔有序性下降,BET比表面积降低.     

改性5A分子筛吸附分离CO2/N2的研究

考察了低浓度CO2[7.3%（V/V）]在不同种类吸附剂上的动态吸附性能;讨论了吸附剂表面极性、孔道结构、载水预处理及金属盐改性等因素对吸附过程的影响。结果表明,5A分子筛经铝溶胶粘合剂成型后对CO2的吸附性能最佳;重复使用6次,对CO2吸附容量无明显下降;金属离子改性处理会造成其孔道的堵塞而导致CO2吸附容量下降。     

Synthesis and properties of dense bulks for mesoporous silica SBA-15 by a modified hydrothermal method

Dense SBA-15 bulks with mesoporous structure as well as powdered SBA-15 were successfully synthesized by the modified hydrothermal method. These SBA-15 bulks have the higher density of 1.16 to 1.19 g/cm³, compared to green density of 0.68 g/cm³ for the pellet from SBA-15 powder. Obtained SBA-15 bulks possessed extremely high BET surface area of 467 m²/g and mesopore of 4.0 nm in diameter The possibility of densification for SBA-15 bulks using this method was confirmed.     

MCM-41介孔分子筛和纳米TiO2/MCM-41的合成与结构表征

以工业水玻璃为硅源,表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为结构模板剂,利用室温晶化法合成出MCM-41介孔分子筛,并以钛酸丁酯为前驱体,通过溶胶凝胶法及液相沉积法对介孔分子筛MCM-41进行纳米TiO2的组装。运用XRD、FT-IR、N2吸附-脱附等表征手段对其结构特征和氧化钛分散状态进行了研究,结果表明：TiO2与MCM-41端基硅氧键反应形成Ti-O-Si键;纳米TiO2不仅进入孔道,较均匀地修饰了介孔分子筛MCM-41的孔壁,而且使介孔分子筛MCM-41仍保持有序的孔道结构。     

Selective adsorption behavior of Pb(II) by mesoporous silica SBA-15-supported Pb(II)-imprinted polymer based on surface molecularly imprinting technique

In this study, a new Pb(II) ion-imprinted polymer (Pb(II)-IIP), which can be used for selective adsorption of Pb(II) from aqueous solutions, was successfully prepared based on the supported material of ordered mesoporous silica SBA-15 with the help of surface molecular imprinting technology. The prepared polymer was characterized by Fourier transmission infrared spectrometry, X-ray diffraction, transmission electron microscope and nitrogen adsorption-desorption isotherm. The results showed that the synthesized polymer possessed high ordered mesoporous structure. The adsorption behavior of the adsorbents for Pb(II) was investigated using batch experiments. The Pb(II)-IIP showed fast kinetics, high selectivity and satisfied adsorption capacity for adsorption of Pb(II). Under the optimum experimental condition, Pb(II) adsorption process over Pb(II)-IIP follows pseudo-second-order reaction kinetics and follows the Langmuir adsorption isotherm. In addition, the thermodynamic parameters calculated from the adsorption data suggested that the adsorption of Pb(II) onto Pb(II)-IIP was a spontaneous and exothermic nature of the process.