简述聚电解质-表面活性剂复合物为模板合成多级孔结构材料

采用以聚电解质/表面活性剂复合物介晶为模板引导无机硅源前驱体组装的方法,首次合成了具有多级孔结构的介孔二氧化硅SBA-1的单晶颗粒。改变合成条件可调变多级孔结构介孔二氧化硅的形貌及结构,由此合成了一系列具有多级孔结构的介孔二氧化硅样品,并通过直接掺杂法合成了多级结构的介孔杂原子分子筛,并将其应用在催化反应中。将此方法应用于介孔沸石的合成中,成功合成了介孔沸石Silicalite-1。结果表明,聚电解质/表面活性剂为动态模板制备的多级孔结构材料具有单晶体的特征,同时还具有二次孔,有利于物质传输以及物料扩散。与单一孔道的介孔及沸石材料相比,具有多级孔结构的材料在催化、吸附等应用中均表现出优越的性能。     

双模板条件下介孔结构ZSM-5沸石的合成

在具有介观大小的聚乙烯醇水溶性高分子模板(PVA)和小分子有机铵四乙基溴化铵(TPABr)共同存在条件下,合成了具有介孔结构的ZSM-5沸石晶体,合成产物通过XRD、N2吸附-脱附、SEM、FT-IR和DTG等手段进行了表征.结果表明,双模板条件下合成的ZSM-5沸石晶体比常规采用小分子四乙基溴化铵单模板合成样品含有更多的介孔,且合成体系中随PVA加入量的增多,样品所包含的介孔率增加.介孔的形成可能是由于沸石的溶胶对高分子物质PVA产生吸附并将其包裹进胶粒中,经过高温焙烧除去PVA后的结果.与传统的沸石晶体材料相比,这些发达的介孔结构可大大提高其大分子的可接近性.     

以天然高岭土为原料制备具有高温水热稳定性的介孔分子筛

采用天然高岭土为原料,首先在强碱介质中,制备出含Y型沸石次级结构单元的沸石纳米簇,然后再将该沸石纳米簇与表面活性剂分子相互作用自组装成具有高温水热稳定性的介孔分子筛. XRD、FTIR、N2吸附等分析表明,所得介孔分子筛试样具有六方相介孔结构,孔壁中含有Y型沸石次级结构单元,该介孔分子筛孔壁厚于常规方法得到的MCM-41介孔分子筛,试样的高温水热稳定性考察显示,试样经过800℃水蒸气下处理2 h仍然保持介孔结构.     

在金属络合物和四丁基溴化铵共模板体系下合成Fe-MFI介孔沸石

以金属络合物和四丁基溴化铵共同作模板合成介孔Fe-MFI沸石,考察了不同n(Fe)/n(Si)对合成产物的影响。采用XRD、N₂吸附-脱附、FT-IR、SEM、HRTEM、NH₃-TPD,UV-vis和XAFS等手段对产物进行表征,并将其用于甲醇制烯烃反应(MTO),评价其催化性能。结果表明,合成体系中加入金属络合物可以合成骨架含Fe的介孔MFI沸石晶体,但结晶度有所下降,且当Fe含量较高时也会有Fe氧化物纳米颗粒分散于沸石晶体表面。介孔的产生是由于EDTA与金属硝酸铁形成的络合物模板剂同时又是孔道结构的导向剂。在催化MTO反应中,与不含Fe的MFI沸石相比,采用介孔Fe-MFI沸石作为催化剂,低碳烯烃(乙烯+丙烯)选择性高,催化稳定性也较好。原因是,一方面适量Fe的加入调变了沸石的酸性及孔道结构;另一方面介孔的引入可以降低扩散阻力,减少副反应的发生和减缓结焦。     

FAU-BEA核-壳结构沸石复合物及其对枯烯的催化裂解作用

通过将表面改性的FAU沸石加入到合成BEA的反应混合物中,经水热晶化,制备了以FAU沸石为核、以纳米多晶BEA沸石为壳的新型双微孔沸石核-壳催化材料.NH3-TPD测试表明,实验合成的沸石复合物弱酸位较对应的机械混合物降低约23%,而中强酸位则增加了约25%.N2吸附-脱附实验表明,在沸石复合物中产生了一种新的介孔结构,其孔容为0.14～0.17 cm3/g.该材料新的表面酸性和新的孔道结构对枯烯催化裂化具有较高的活性,当反应温度在250～325℃之间,枯烯在沸石复合物上的转化率较在对应的机械混合物上的转化率高约30%.     

分级结构介孔-大孔材料及其实际应用

介绍了具有分级结构的大孔-介孔材料的合成方法(包括双模板法、单一表面活性剂/无模板剂一步合成法和生物模板法)及其实际应用。分级结构的介孔-大孔材料具有内部相互连通的孔道结构,与具有单一孔径的材料相比,分级孔结构的材料不但更有利于反应物分子的扩散,还能保持大比表面积和一定的孔道尺寸,因此在水中污染物的吸附分离、催化剂和催化剂载体、太阳能转化利用、电化学催化及药物的传输和缓释等方面具有广泛的应用。     

常温催化消除CO获进展

正中科院兰州化学物理研究所唐志诚研究员课题组日前设计出一系列催化剂,并将它们成功应用于常温下CO的消除。课题组首先通过硬模板法制备了介孔和微孔二氧化铈,以及过渡金属掺杂的介孔二氧化铈基复合金属氧化物,并通过控制模板的合成条件实现对介孔金属氧化物的孔道定向设计。结果表明,制备的催化剂性能不仅与催化剂比表面积、晶粒尺寸和孔道结构有关,还与催化剂表面活性氧物种有关。     

利用废沸石催化剂组装介孔材料的研究

针对废催化剂的回收利用问题,提出一种废沸石催化剂再利用的新方法,即以废沸石催化剂的碱处理母液为硅铝源,在表面活性剂胶束的模板作用下组装出孔壁含有沸石结构单元的介孔结构材料。进而以不同硅铝摩尔比的结晶度差的废β沸石催化剂为模型原料,示范了利用该方法组装孔结构与SBA-15分子筛相同的介孔结构材料的过程,并利用红外光谱、氮吸附表征和重芳烃的加氢脱烷基催化反应验证了该方法合成的介孔结构材料的孔壁中含有沸石结构单元。     

无模板剂的溶胶凝胶法合成介微孔复合材料

在不使用介孔模板剂的条件下,从粒度均一的Silicalite-1沸石前体溶胶出发,利用真空溶胶凝胶法,制备了介微孔复合材料,对试样进行了X射线衍射、氮吸附脱附等温线、红外光谱、电子显微镜、透射电子显微镜的表征,结果显示试样中均一的介孔由silicalite-1沸石前体溶胶颗粒堆积形成,其孔道为虫孔状结构,孔壁为部分晶化的silicalite-1沸石结构单元.     

双硅源法直接合成多级孔结构的ZSM-5沸石及性能

以廉价的固体硅胶和硅溶胶作为硅源,采用过程控制法,在无其它介孔模板剂的情况下,直接合成了具有多级孔结构的ZSM-5沸石.用X射线粉末衍射(XRD),高分辨扫描电子显微镜(SEM),微分热重(DTG)以及氨程序升温脱附(NH3-TPD)等手段对沸石进行了表征.结果表明,该沸石材料具有发达的呈梯级分布的多级孔结构,集中孔径分布1.7和3.8 nm,晶粒尺寸约为1.5μm.用于混合C4烃的催化裂解反应,与传统方法合成的ZSM-5沸石相比,其烯烃选择性(乙烯和丙烯)提高了约5%,烯烃产率提高了近10%.