不同硅铝比Al-MCM-41介孔分子筛的表征及催化合成氯乙酸正辛酯

以十六烷基三甲基溴化铵( CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,乙二胺为碱性介质,当n(TEOS)∶n( NaAl02)∶n(CTAB)∶n(H2NCH2CH2NH2)∶n(H2O)=1∶x∶0.12∶ 3.5∶130,其中x=0.1,0.033,0.02,0.01,0.006 7时,水热法合成了Al - MCM - 41介孔分子筛.通过XRD,N2吸附-脱附,NH3 - TPD和TEM等手段对不同硅铝比(n(Si)/n(Al))的Al - MCM -41介孔分子筛进行了表征.结果表明,当n(Si)/n( Al)由150减小至30时,Al - MCM -41介孔分子筛仍具有典型的六方介孔结构特征,但当n( Si)/n(Al)=10时,样品结构有序性下降.Al - MCM - 41介孔分子筛酸量随着n( Si)/n( Al)减小而增大.将Al - MCM - 41介孔分子筛用于催化合成氯乙酸正辛酯,相同反应条件下,n( Si) /n( Al) =30的Al - MCM - 41介孔分子筛为催化剂时酯化率最高,由此表明,Al - MCM - 41介孔分子筛作为催化剂,反应酯化率不仅取决于样品酸量,也与其晶体结构相关.当Al - MCM - 41介孔分子筛用量为氯乙酸质量的3％,反应温度为120～140℃,n(氯乙酸)∶n(正辛醇)=1∶1.2时,酯化率可达94.34％.     

NiY/MCM-41催化剂的制备及催化氧化脱硫研究

采用后合成法制备复合分子筛Y/MCM-41,并以其为载体,用活性组分硝酸镍对其改性,制备Ni-Y/MCM-41催化剂,并利用XRD、BET、N2吸附-脱附对其进行表征。结果表明,复合分子筛同时具有微孔分子筛Y沸石和介孔材料MCM-41分子筛的特征。以硫质量分数为300μg/g的模拟油进行催化氧化脱硫实验,考察了Ni离子的负载量、反应温度、反应时间、催化剂用量、氧化剂用量等工艺条件对脱硫率的影响。结果表明:硝酸镍的负载量为10%,模拟油用量为20 m L,反应温度为70℃,反应时间为80 min,剂油比(催化剂与模拟油的质量比)为1∶70,V(H2O2)/V(油)=0.03时,脱硫率可达86.53%。     

钛硅分子筛光催化氧化二苯并噻吩的研究

采用液固相同晶取代法和微波法合成了Ti-β,Ti-NaY和Ti-MCM-41a,并通过红外和紫外-可见漫射对样品进行表征。以二苯并噻吩为研究对象,考察了钛硅分子筛的光催化活性。结果发现,钛硅分子筛具有很好的光催化性能,光催化氧化脱硫的活性顺序为:Ti-MCM-41a>TS-1>Ti-NaY>Ti-β。10 mL模型油为基准的最佳反应条件为:钛质量分数,Ti-β为0.37%,Ti-NaY为3.7%和Ti-MCM-41a为5.325%;催化剂用量,Ti-NaY为0.05 g,Ti-β为0.05g,Ti-MCM-41a为0.04 g,H2O2用量(氧硫摩尔比):Ti-NaY为5.33∶1,Ti-β和Ti-MCM-41为12.39∶1。     

ZrO2/Ti-MCM-41的制备、表征及催化裂解聚丙烯反应的性能

采用水热合成法制备了中孔分子筛ZrO2/Ti-MCM-41,通过XRD、N2吸附-脱附、FT-IR、UV-Vis对其进行表征,表明其具有中孔结构,并且随着ZrO2含量的增加,ZrO2/Ti-MCM-41孔道的长程有序性和结晶度有所减弱,直至失去中孔结构。将其应用于聚丙烯(PP)的催化裂解反应,通过考察硅钛比、负载量、反应温度、催化剂用量和反应时间,对ZrO2/Ti-MCM-41催化裂解PP反应的规律进行了研究。结果表明,n(Si):n(Ti)=40,ZrO2负载质量分数为18%的ZrO2/Ti-MCM-41,在反应温度400℃,m(ZrO2/Ti-MCM-41):m(PP)=0.02,反应时间30 min的条件下,PP的转化率可达91.2%,液体产物的收率为83.6%,该结果优于热裂解及传统的HZSM-5小孔分子筛催化剂的催化裂解结果。     

芽孢杆菌辅助合成TiO2-SBA-15-W光催化氧化脱硫催化剂

以正硅酸乙酯（TEOS）为原料,以芽孢杆菌（W）为辅助模板合成介孔分子筛SBA-15-W,负载TiO2后得到TiO2-SBA-15-W光催化氧化脱硫催化剂。采用XRD、N2吸附-脱附、SEM、EDS、FTIR、XPS、UV-Vis及PL进行结构表征。结果表明,芽孢杆菌的加入使TiO2-SBA-15的介孔有序度提高,孔径增大,催化剂吸收紫外光的能力增强,光生电子-空穴复合率降低。以二苯并噻吩（DBT）为探针评价催化剂性能,结果表明,芽孢杆菌含量为1%（以SiO2质量为基准,下同）的TiO2-SBA-15-W光催化剂性能较好,优化后反应条件为：催化剂用量为1%（以模拟油质量为基准,下同）,过氧化氢/模拟油中n(O)∶n(S)=20∶1,V(萃取剂)∶V(模拟油)=1∶1。在此条件下,光照120min后,对模拟油的脱硫率达90.6%,比TiO2-SBA-15提高了11.8%。提出光催化氧化脱硫（PODS）机理,认为超氧自由基（•O2-）和空穴（h+）是PODS的主要活性物种。     

Ti-MCM-41负载酞菁铁光催化氧化脱硫

合成了钛硅分子筛Ti-MCM-41,通过对Ti-MCM-41改性以共价键将带有不同取代基的酞菁铁负载于Ti-MCM-41上制备出Ti-MCM-41负载酞菁铁催化剂,并利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜以及BET氮气吸附-脱附等温线以及紫外-可见吸收光谱对合成的催化剂进行表征。在常温常压下,以Ti-MCM-41负载酞菁铁为光催化剂,空气为氧化剂,己内酰胺四丁基溴化铵离子液体为萃取剂,可见光下催化氧化二苯并噻吩(DBT),采用单一变量法探索该体系的最佳反应条件。结果表明,Ti-MCM-41负载氨基酞菁铁具有较好的光催化活性,且在最佳工艺条件下,DBT的脱除率最高可达95.6%。催化剂重复使用5次后,催化活性没有明显下降。     

Sb-V-SBA-15催化苯酚过氧化氢羟基化的工艺研究

以偏钒酸铵为钒源和三氯化锑为锑源,用后合成法合成了Sb-V-SBA-15[n(Si)/n(V)=25,n(Sb)/n(V)=0.8)]催化剂,采用XRD、N2吸附-脱附法、FT-IR等表征合成的样品。研究了该催化剂催化苯酚过氧化氢羟基化的工艺条件。结果表明,Sb-V-SBA-15仍然保持了SBA-15的高度有序的二维六方孔道结构,且具有较大的比表面积和孔体积,负载的活性组分均匀分布在介孔分子筛表面;以反应时间4 h,反应温度60℃,催化剂用量0.2 g,n(苯酚)∶n(H2O2)∶n(H2O)=1∶1∶2为最佳工艺条件下,苯酚转化率达41.38%,苯二酚选择性为89.27%。     

超微粒介孔分子筛Ti-MCM-41的制备及苯乙烯催化氧化的研究

在强酸性条件下，在60℃水浴中，以无水乙醇和异丙醇为混合溶剂，合成了nSi)：n(Ti)分子比为30的超微粒介孔分子筛蜀-MCM-41。在超微粒介孔分子筛Ti-MCM-41和H2O2作用下，对苯乙烯进行催化氧化的反应，其产物是苯乙酮和苯甲醛，并且考察了分子筛Ti-MCM-41不同用量、H2O2和苯乙烯不同分子比、反应时间及反应温度对苯乙烯转化率的影响。实验结果表明，在苯乙烯催化氧化反应中，反应的最佳温度为60℃，最佳时间是10h，最佳分子筛用量是0．6g，n(H2O2)：n(苯乙烯)分子最佳比是4：1。由于H2O2氧化后的产物是H2O2，因此，这种清洁的方法是今后有机合成发展的趋势。     

ZrO2/Ti-MCM-41催化聚丙烯裂解反应的研究

采用水热合成法制备了中孔分子筛ZrO₂/Ti-MCM-41，通过XRD和N₂吸附-脱附对其进行表征。结果表明，该分子筛具有中孔结构，并且随着ZrO₂含量的增加，ZrO₂/Ti-MCM-41孔道的长程有序性和结晶度有所减弱，直至失去中孔结构。将其应用于聚丙烯（PP）催化裂解反应，通过考察负载量、反应温度、催化剂用量和反应时间，对ZrO₂/Ti-MCM-41催化裂解PP反应的规律进行了研究。结果表明，负载ZrO₂质量分数为18%的ZrO₂/Ti-MCM-41，在反应温度400 ℃m（ZrO₂/Ti-MCM-41）∶m(PP)=0.02和反应时间30 min条件下，PP转化率可达91.2%，液体产物收率为83.6%，优于热裂解及传统的HZSM-5小孔分子筛催化剂的催化裂解结果。     

MCM-41分子筛负载甲基苯磺酸铜的合成及其催化性能

以对甲苯磺酸铜和介孔分子筛MCM-41为原料,通过浸渍法在碱性条件下将对甲基苯磺酸铜[Cu(TBS)_(2)]负载到用水热法合成的介孔分子筛MCM-41上,通过IR、TG、X射线粉末衍射技术对其进行表征,以Biginelli反应为探针研究其催化性能。结果表明,当反应原料n(苯甲醛)∶n(乙酰乙酸乙酯)∶n(N-甲基脲)=1∶1∶1.2时,催化剂Cu(TBS)_(2)/MCM-41(0.4 mmol)的催化效果较好,反应时间13 min,产率达到87.3%。     

硫酸改性Ti-MCM-41分子筛催化水解纤维素

以硫酸钛为钛源,硅酸钠为硅源,十六烷基三甲基溴化铵为模版剂,采用水热晶化法合成出Ti-MCM-41介孔分子筛,用浸渍法得到硫酸改性Ti-MCM-41分子筛。采用XRD和BET对硫酸改性Ti-MCM-41分子筛进行结构表征,结果发现,Ti-MCM-41分子筛经硫酸改性后仍然具有规则有序的介孔结构和较大的比表面积（604．84m^2／g）。用硫酸改性Ti-MCM-41分子筛催化纤维素水解并探讨了反应温度、反应时间、催化剂用量及液固比对纤维素水解的影响。实验结果表明,硫酸改性Ti—MCM．41分子筛能够明显降低纤维素的残渣率,提高总还原糖和5-羟甲基糠醛（5-HMF）的收率;最佳的反应条件是：反应温度230℃,反应时间15min,催化剂加入量为纤维素／催化剂质量比2：0.3,液固比30,此条件下残渣率为11．95％,总还原糖收率为47．23％,5-HMF收率为20．70％。     

静电“S+X-I+”组装途径合成Ti-MCM-41分子筛及其催化氧化性能

采用静电“S⁺X^-I⁺”组装途径合成了骨架含钛的中孔分子筛Ti-MCM-41，系统研究了不同因素对分子筛结构的影响以及Ti-MCM-41分子筛对不同烯烃的催化氧化性能.在强酸介质中由于钛源的高度溶解导致只有部分Ti进入分子筛骨架，骨架钛含量随HCl/TEOS增大而减小，分子筛收率及晶胞参数（a₀）、孔道壁厚（δ_wt）随HCl/TEOS的增大而增大.在较宽的C16TMABr /TEOS （0.3～1.0）和H₂O/TEOS（60～120）范围内均能得到高度有序的Ti-MCM-41分子筛.采用丙酮-水混合溶剂萃取法可以有效回收分子筛原粉中的模板剂而不影响分子筛的结构有序度.以双氧水或分子氧为氧化剂，Ti-MCM-41分子筛对多种烯烃均具有催化氧化活性.静电“S⁺X^-I⁺”组装途径合成的Ti-MCM-41分子筛催化氧化活性略低于水热晶化法合成的Ti-MCM-41分子筛.     

钛源浓度对合成Ti - MCM -41及其催化性能的影响

在敞开体系中,以工业用水玻璃为硅源,以TiCl3为钛源,以三甲基十六烷基溴化铵(CTMAB)为模板剂,用H2SO4调节浆料的pH值,在浆料混和物物质的量比组成为n(SiO2)∶n(Na2O)∶n(CTMAB)∶n(TiCl3)∶n(H2O)=7∶2.08∶ 1.4∶(0.07、0.14、0.28)∶530的范围内,37...     

Ti-MCM-41分子筛催化剂的表面硅烷化改性研究

以硅酸四乙酯（TEOS）为硅源,钛酸四丁酯（TBOT）为钛源,阳离子表面活性剂CnTMABr为模板剂,通过水热晶化法合成了含钛中孔分子筛Ti-MCM-41.采用XRD,FT-IR,SEM、N2吸附-脱附等方法对分子筛进行了结构表征,研究了不同硅烷化处理方法对Ti-MCM-41分子筛疏水性及催化氧化性能的影响.结果表明：模板剂CnTMABr碳链长度（n）影响Ti-MCM-41分子筛结构有序度.只有在n =16时所合成的Ti-MCM-41分子筛才具有长程有序结构.经不同硅烷化试剂处理后,Ti-MCM-41分子筛的Si/Ti增大,而比表面积、平均孔径、孔容积均有不同程度降低,但疏水性、催化氧化活性及环氧化物选择性增大.采用TMSCl（氯化三甲基硅烷）的硅烷化效率最高.     

Ti-MCM-41分子筛催化剂的合成、表征及催化性能

以正硅酸四甲酯为硅源,钛酸四异丙酯为钛源,在异丙醇和水的混合溶液中室温下合成了Ti-MCM-41介孔分子筛,采用TEM、N 2吸附-脱附、XRD、UV-Vis和Raman等研究了分子筛的结构特性。并以过氧化氢异丙苯为氧化剂,考察了硅烷化处理后的Ti-MCM-41分子筛催化剂在丙烯环氧化反应中的催化性能。结果表明,与骨架外六配位钛物种相比,骨架内四配位钛物种活化有机过氧化物的能力更强,速率更快;四配位钛物种是环氧丙烷生成的活性物种,而六配位钛物种的存在则会导致反应副产物的生成。合成时添加适量的异丁醇可有效促进钛物种进入分子筛骨架中,并增大比表面积和孔体积,进而改善Ti-MCM-41催化剂的丙烯环氧化催化性能。性能最佳的催化剂上过氧化氢异丙苯转化率可达94.7%,环氧丙烷选择性可达95.8%。     

Characteristics of Ti-MCM-41 and its Catalytic Properties in Oxidation of Benzene

A series of mesoporous titanosilicate Ti-MCM-41 molecular sieves with various Si/Ti ratios have been hydrothermally synthesized using hexadecyl-trimethylammonium bromide as the organic surfactant. These materials were characterized with powder X-ray diffraction (XRD), framework FTIR, diffuse reflectance UV-visible spectroscopy, nitrogen sorption measurements, differential thermal analysis (DTA), and transmission electron microscopy (TEM). The crystallinity of Ti-MCM-41 after calcination was almost two-fold higher than that of the as-synthesized one. The crystallinity and surface area of Ti-MCM-41 both decrease with an increase of titanium content. The results of XRD and FTIR show that the solid products have the MCM-41 structure and contained only atomically dispersed titanium, consistent with framework titanium in Ti-MCM-41. All of the materials had a uniform pore size distribution with pore size of around 3.0 nm. The hexagonal array structure of uniform pore size was observed by TEM. It proved that the pores were highly aligned. The catalytic activities of Ti-MCM-41 were tested in the partial oxidation of benzene by diluted hydrogen peroxide in a batch reactor. Ti-MCM-41 had a higher activity than TiO₂ and Ti/NaY. The activity of Ti-MCM-41 increased with titanium content. The activity of Ti-MCM-41 prepared with hydrothermal synthesis was higher than that of the sample prepared with impregnation. The high activity in Ti-MCM-41 can be attributed to its hydrohobicity and large pore size. Phenol was the only liquid phase product on all of the samples.     

负载铁SBA-15分子筛催化热解甲醇制备碳纳米管

采用水热合成法制备了SBA-15,利用液相浸渍法合成负载铁SBA-15介孔分子筛,在常压下用所合成的含铁SBA-15介孔分子筛为催化剂通过CVD法成功制备了碳纳米管。采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、拉曼光谱等方法对合成的样品进行了表征。且合成的碳纳米管质量好,表面没有无定形碳粒子被发现。     

SO4^2-／Ti-MCM-41固体酸催化半纤维素水解动力学研究

用水热法制备了SO4^2-／Ti-MCM-41固体酸催化剂,用X射线衍射分析（XRD）及N2吸附一脱附对催化剂进行了表征。研究了温度和时间对SO4^2-／Ti-MCM-41固体酸催化水解半纤维素的影响,采用Garrote模型模拟水解过程并进行动力学研究。模拟结果表明,Garrote模型能较好地描述介孔分子筛催化剂催化水解半纤维素过程。半纤维素、还原糖和糠醛的降解反应活化能分别为93．05、91．54和81．67kJ／mol。根据实验结果和模拟结果可得到最佳水解条件为：反应物固液比为1：60,催化剂质量分数为20％,反应温度为160℃,水解时间10min。