合成过程中添加无机盐对中孔氧化硅结构的影响

研究了在强酸性条件和以十六烷基三甲基溴化铵作结构导向剂的体系中,不同价态的阴离子对中孔结构的影响.并使用XRD,N2物理吸附和TEM对其结构和性能进行了表征.实验结果表明,一价阴离子对中孔氧化硅的结构影响较小,其影响程度取决于它的浓度和离子强度;对于二价、三价阴离子而言,其对中孔结构的影响程度取决于其水合程度.水合程度越大,对中孔结构的影响越大,反之亦然.对于二价阴离子(如SO2-4),它能引起产品的结构发生从六方结构-立方结构-层状结构相的转变.对于三价阴离子(如PO3-4),它能引起从六方结构-较差的立方结构-较好的立方结构-无定形的结构相的转变.但无机盐的加入在不同程度上影响到产品的结构有序度.     

强酸性条件下介孔分子筛MSU-1的合成

强酸性条件下(pH≈0 8),以C12～15H25～31O(CH2CH2O)9H为模板剂、廉价水玻璃为硅源,合成介孔分子筛MSU-1。与微酸性及近中性条件相比,强酸性条件下合成的产物具有孔道短程有序度更高、孔分布更窄、比表面积和孔体积更大等特点。详细考察了合成条件(模板剂浓度、反应混合物中SiO2浓度、反应温度及反应时间)对产物织构的影响,用XRD、低温N2吸附等手段对产物进行了表征。     

有序介孔钴掺杂氧化硅的合成与表征

以硅酸钠为硅源、氯化钴为钴源、表面活性剂Brij56为模板,水热合成得到一系列Co掺杂介孔氧化硅(Co-MS),采用X-射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附、透射电镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和红外光谱(FT-IR)等手段表征了合成样品的结构和性质。合成过程中,一定量的Co(II)离子的存在可以有效增加介孔氧化硅的比表面积,并一定程度地增大有序介孔的孔径,表明钴盐的加入对介孔结构起盐效应。从Co-MS的UV-Vis分析可以看出,在其骨架中只含有Co(II)。     

铈掺杂对介孔硅锆复合氧化物酸性的影响

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸四乙酯、正丁醇锆为原料合成了Zr/Si摩尔比为1的介孔SiO₂-ZrO₂材料。利用XRD、吡啶吸附FTIR、N₂吸附-脱附和XPS对介孔SiO₂-ZrO₂的结构和物理化学性质进行了表征,考察了它在苯甲醚和苯甲醇的傅克烷基化反应中的催化活性,研究了Ce掺杂和焙烧温度对酸催化活性的影响。实验结果表明,Ce掺杂会增加介孔SiO₂-ZrO₂材料的B酸含量,提高酸催化活性;焙烧温度影响催化剂的活性,在研究的范围内,随焙烧温度的升高,酸催化活性提高,当焙烧温度为750℃时,催化剂的活性最好。     

合成及改性条件对β分子筛孔结构的影响

考察了合成及改性条件对β分子筛孔结构的影响,发现所有的试样均未出现滞后环,这表明所得β分子筛具有均一孔径,其中的孔可解释为晶粒之间的堆积空隙。随着焙烧温度的提高,分子筛的孔径分布变宽,产生了较大的孔;低温(300℃)与高温组合脱胺有利于结晶度的保持。在碱性处理条件下,二次中孔的体积和孔径较小;而酸性条件处理时,二次中孔的体积和孔径都明显增加。     

分子筛孔结构和酸性对正癸烷加氢裂化反应性能的影响

采用XRD,BET,NH3-TPD方法对不同孔结构的Beta、ZSM-5分子筛和两种不同介孔体积的Y 型分子筛Y1、Y2进行表征,以正癸烷为模型化合物考察四种分子筛制备的加氢裂化催化剂的反应性能。结果表明,Beta分子筛的活性和异构选择性最高,Y型分子筛次之,ZSM-5分子筛的活性和异构选择性最低。对于Y 型分子筛,介孔体积较大的Y2分子筛的异构癸烷选择性较高。在Beta和Y型分子筛上,正癸烷主要按照三支链叔碳正离子β-裂化机理生成较多的支链产物;在ZSM-5分子筛上,正癸烷主要按照单支链仲碳正离子β-裂化机理生成较多的直链产物。     

孔结构和酸性对纳米HZSM-5分子筛催化生物乙醇制丙烯反应性能的影响

对纳米HZSM 5分子筛分别进行NaOH处理、Mg改性以及两者的复合改性。采用N2吸附 脱附、 XRD、27Al MAS NMR、NH3 TPD和TGA等技术手段对改性前后样品的结构、织构和酸性进行表征,并采用微型固定床反应器,在常压、500℃和乙醇质量空速(MHSV)为33 h-1的条件下,考察其催化生物乙醇制丙烯反应的性能。结果表明,对纳米HZSM 5分子筛复合改性时,第1步的NaOH溶液处理使分子筛的孔道结构得到修饰,使后续Mg改性过程中有更多的乙酸镁自配物进入分子筛孔道,对其内表面的强酸位改性。这样复合改性的纳米HZSM 5〖JP2〗分子筛在催化乙醇制丙烯反应中可有效抑制孔道内发生积炭等副反应,从而提高丙烯选择性,其稳定性也明显改善。     

MCM—41中孔分子筛的结构和性能研究

用Ｘ射线衍射仪,红外谱仪,固体魔角旋转核磁仪,电子自旋共振仪等表征手段,考察了ＭＣＭ－４１中孔分子筛的结构和性能,结果表明,ＭＣＭ－４１分子筛的结构不同于一般微孔分子筛和无定形硅胶,其孔墙结构类似于无定形硅酸盐的局域原子排布,反映在ＸＲＤ和＾２９ＳｉＭＡＳＮＭＲ谱上,孔壁分布均匀有序,但整体结构缺乏规整的长程序一维空间原子排布。酸性表明,ＭＣＭ－４１中孔分子筛酸中等,较Ｙ分子筛弱,在酯化,烷基化等     

氧化硅改性α-氧化铝载体对银催化剂结构与性能的影响

 通过硅溶胶浸渍方法，对已制成的α-氧化铝载体进行了表面改性，在孔表面上沉积了氧化硅改性层。孔结构测定表明，少量沉积没有明显改变载体的孔结构，所以对反应物和产物的物质传输不会产生明显的影响。改性载体负载银催化剂的氧吸附测试和催化性能评价结果表明，改性对单负载银催化剂上活性组分银的分散状况影响不大，但对催化性能产生明显的影响，催化活性明显降低，最高降幅达63%，选择性略有提高（提高0.5～3.4%）。分析表明，改性引起载体与银之间相互作用发生变化，这是催化性能发生明显变化的主要原因。该改性方法简单易行，且可以排除孔结构差异对催化剂性能的影响，可用于对比不同载体材料对负载型银催化剂性能的影响，具有一定的普遍意义。     

氯乙醇的酸性精馏

研究了氯乙醇酸性精馏,利用氯乙醇水溶液与盐酸等有机组份相对挥发度的区别,采用普通精馏方法先后将氯乙醇、盐酸从多组份混合物中分离出来,并获得工艺控制条件。提出了对现有氯乙醇精馏工艺改造的具体措施,以及对酸回收工作的展望。     

La-Co-Ce-O中孔材料的制备、性能及其结构表征

采用有机络合法制备了具有不同原子比的La-Co-Ce-O复合氧化物,该氧化物具有较大的比表面积和均匀的中孔分布.对CO氧化具有很高的活性,n(La+Co)/n(La+Co+Ce)为0.5的氧化物对CO的氧化活性最高.结构表征结果表明,采用的制备方法有利于在较低温度下形成对CO氧化具有很好活性的钙钛矿型LaCoO3相.     

多级孔复合沸石的骨架结构与酸性能

多级孔复合沸石是一类具有丰富酸性基的新型催化材料。分别以MOR沸石和ZSM-5型沸石为原料制备了MOR/FAU(记为MFZ)和ZSM-5/FAU(记为MFC)2种复合沸石;采用XRD和FT-IR表征了不同晶化时间合成的MFZ和MFC的结构性能,采用NH3-TPD和Py-IR技术研究了该2种复合沸石催化剂的酸性能,并与单一型沸石催化剂的酸性能进行了对比。结果表明,一种沸石晶体的消失和另一种沸石的生成规律性地体现在复合沸石的形成过程中,揭示了骨架结构性能对复合沸石酸性的影响和调变作用;复合沸石的酸性能明显优于单一型沸石,且可以通过调节复合沸石中某一组分的含量来改变复合沸石的结构,从而达到调节复合沸石的酸量、酸强度和酸性分布的目的。     

制备条件对硅基介孔分子筛孔结构的影响

采用溶剂热法制备了硅基介孔分子筛材料,较系统地考察了晶化温度、晶化时间及焙烧温度等因素对其结构的影响,并利用N2吸附手段进行了表征.结果表明,晶化温度和晶化时间能明显影响硅基介孔材料的结构,而过高的焙烧温度易导致介孔结构的塌陷.     

铯添加对Cu-Zn-Al催化剂乙醇合成的影响

用完全液相法制备添加不同铯含量的Cu-Zn-Al催化剂并用H2-TPR、NH3-TPD、XRD和BET等技术对其进行了表征,考察了铯的添加对催化剂催化合成气制乙醇性能的影响。结果发现:铯的加入对于催化剂比表面和平均孔径均有较为明显的影响,改变催化剂金属粒子大小,影响催化剂表面酸碱性分布,进而对甲醇、乙醇、烃类的选择性和催化剂的CO转化率均有较明显的影响,随着铯加入量的增加乙醇选择性呈现先增后减的趋势,在n(铯)/n(铜)为3%时,乙醇选择性达到最高值为18.3%。     

中空介孔氧化硅球负载钛酸铋催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯

采用浸渍法合成了中空介孔氧化硅球负载钛酸铋系列催化剂,并用于苯酚与碳酸二甲酯酯交换合成碳酸二苯酯的反应。采用XRD、SEM、N_2吸附-脱附、XPS等方法对载体及系列催化剂进行表征。实验结果表明,在钛酸铋负载量30%(w)、催化剂用量0.8 g、150～180℃、反应9 h的优选条件下,苯酚转化率可达46.7%、酯交换选择性为99.6%;连续使用5次后,苯酚转化率由28.8%降低到24.7%。表征结果显示,少量的钛酸铋流失是催化剂活性下降的主要原因;与未负载的钛酸铋相比,负载型钛酸铋在介孔氧化硅球上高度分散,提供了更多的活性位,催化剂活性提高;中空介孔氧化硅的壳能够减少活性组分的流失。     

分子筛孔结构对正己烷催化裂解性能的影响

采用小型固定床实验装置考察了正己烷在4种分子筛上的催化裂解反应性能。结果表明:孔结构对正己烷催化裂解产物分布和积炭失活有着显著的影响;在所考察的4种分子筛中,孔径越小,越有利于单分子裂解,越不利于氢转移反应,乙烯和丙烯的选择性越高;ZSM-35上乙烯和丙烯的初始选择性虽然最高,但其积炭失活较严重,而ZSM-5分子筛表现出了较好的低碳烯烃选择性和抗积炭性,其双烯选择性为45.06%,且反应4h后转化率仅下降4%左右。     

活性炭孔结构对煤层甲烷选择吸附行为的影响

采用不同含量的过氧化氢溶液和硝酸溶液对商用活性炭AC-1进行改性并经He-H2高温热处理,同时对石油焦活性炭进行了He-H2高温热处理以作为对比。采用低温N2物理吸附、TPD和Boehm酸碱滴定等手段对活性炭进行了表征。以甲烷和N2混合气为煤层甲烷模型气,考察了活性炭孔道结构对甲烷选择吸附行为的影响。实验结果表明,不同改性方法对活性炭孔道结构的改变有明显的影响,经He-H2高温热处理后不同的活性炭具有相似的表面化学性质;活性炭的孔径是选择吸附甲烷的首要因素,最佳孔径范围为0.71～0.74 nm;微孔比表面积决定了甲烷的吸附容量,微孔比表面积越大,甲烷富集容量越大。     

磁性介孔氧化硅材料的制备与应用

介绍了新型复合材料——磁性介孔氧化硅材料的制备途径和应用领域。磁性介孔氧化硅材料兼具介孔氧化硅材料和磁性纳米粒子两者的优势。该材料比较常见的制备方法包括两大类:一步法和两步法,对这两大类制备方法进行了介绍,并从介孔结构和磁性分离性能两方面对不同制备方法进行了比较。相比而言,两步法普遍存在步骤较多、耗时较长或磁性颗粒严重阻塞孔道等问题;一步法则更为简单省时,同时磁性颗粒在二氧化硅壁面内原位形成,一定程度上避免了介孔孔道的堵塞。磁性介孔氧化硅材料在药物控释、生物催化等领域展现出了良好的应用前景。     

介孔氧化铝的合成及其催化乙醇脱水的性能

采用非离子模板剂P123,以异丙醇铝为铝源、乙醇为溶剂,通过溶胶-凝胶法合成了介孔氧化铝,分别在500,600,800℃下进行培烧;采用XRD,BET,NH3-TPD,TEM等手段对其进行表征,并用于乙醇脱水制乙烯反应,研究了焙烧温度对催化剂形貌及催化性能的影响。实验结果表明,不同温度焙烧的介孔氧化铝晶形不同,800℃焙烧后为γ-Al2O3,其余为无定形;随焙烧温度的升高,介孔氧化铝的比表面积、孔体积和平均孔径基本呈减小趋势。800℃焙烧的介孔氧化铝具有更好的催化效果,将其用浸渍法进行铁改性,铁浸渍量为1%(以Fe2O3质量分数计)时催化性能明显提高,在反应温度380℃、乙醇含量99.7%(w)、液态空速2.5 h-1的条件下,乙醇转化率和乙烯选择性分别达到98.2%和99.8%。