微波合成Ti-MCM-41介孔分子筛及其动态脱硫性能

采用溶胶-凝胶法在微波条件下制备Ti-MCM-41介孔分子筛,采用SEM、BET、XRD、TEM和FT-IR等对催化剂进行表征,对比MCM-41和水热合成的Ti-MCM-41介孔分子筛,并分析其制备机理,以合成的分子筛为催化剂进行柴油脱硫实验。结果表明,合成的Ti-MCM-41分子筛结构有序,晶形完整,平均孔径约4.5 nm。在每10 mL模型油Ti-MCM-41用量0.2 g、n(H2O2)∶n(苯并噻吩)=4和V(乙腈)∶V(模型油)=1条件下,苯并噻吩的催化氧化活性较高,动态氧化-萃取脱除率最高达93.5%。     

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％。     

含钛分子筛合成研究的新进展

本文综述了具有独特氧化性能的含钛分子筛合成研究新进展,探讨了在合成TS-1和TS-2沸石中不同硅源、钛源、模板剂及合成路线对其结构性能的影响,评述了Ti-MCM-4、Ti-TMS、Ti-β型等含钛沸石的合成技术。     

钛硅有序介孔分子筛合成及应用研究进展

基于国内外固体催化剂的研究成果,主要研究钛硅有序介孔分子筛催化材料。首先介绍了钛硅有序介孔分子筛材料的合成机理,然后综述了Ti-MCM-41、Ti-SBA-15两类重要的有序介孔分子筛合成及其在光催化、环氧反应以及其它方面的应用研究,最后结合现状对钛硅有序介孔分子筛材料的发展进行了展望。     

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%。     

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。     

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.     

絮凝污泥制备TiO2/MCM-41复合光催化剂及降解罗丹明B

研究了以聚硅硫酸钛为絮凝剂,处理掺杂MCM-41型分子筛的长江水,将产生的大量絮体经抽滤、烘干和一定温度下煅烧,制备了具有光催化活性的TiO2/MCM-41复合光催化剂,并用X射线衍射（XRD）对其进行了表征。结果表明,在长江水浊度为86.7NTU,MCM-41分子筛掺杂量为0.7g/L时,经聚硅硫酸钛絮凝产生的絮凝污泥在700℃下煅烧2h后制备的复合光催化剂活性最高,光催化氧化浓度为20mg/L的罗丹明B 40m in后脱色率达97.6%。     

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。     

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-β分子筛催化苯酚和碳酸二甲酯合成碳酸二苯酯

通过Hβ分子筛与TiCl4发生气固相反应,经FTIR和UV Vis漫反射谱表征,证明合成的载钛β分子筛是Ti β分子筛。研究了Ti β分子筛催化苯酚和碳酸二甲酯(DMC)合成碳酸二苯酯的反应,考察了反应时间、Ti β催化剂用量以及原料配比对反应的影响,比较了Hβ分子筛、纳米TiO2以及Ti β分子筛的活性。结果表明,175℃反应10h后各物质浓度不再有很大的变化,Ti β分子筛量为5g/(1mol反应物)时比较合适,n(DMC)/n(苯酚)最优值为0 5～1。反应10h,甲基苯基碳酸酯(MPC)和碳酸二苯酯(DPC)的总收率可达10 77%。发现Ti β分子筛的骨架钛是反应的活性中心。     

固体酸催化合成环己酮甘油缩酮的研究

研究并比较了HY分子筛、Hβ分子筛、HZSM-5分子筛、酸化蒙脱土、SO42-/Fe2O3和H2SO4/C等固体酸催化甘油和环己酮缩合反应的催化活性。结果表明,Hβ分子筛具有最优的催化活性,以Hβ分子筛为催化剂,研究了催化剂用量、反应物摩尔比、带水剂环己烷用量、反应时间对环己酮转化率的影响,得出最佳反应条件为:催化剂用量为0.2 g/mol环己酮,n(环己酮)∶n(甘油)=1∶1.5,环己烷用量为100 mL/mol环己酮,反应时间1 h。在此条件下环己酮的转化率和主产物2-羟甲基-1,4-二氧杂螺环[4,5]癸烷的选择性分别为99.5%和98.5%。然后应用量子化学方法探讨了酸催化下此反应的反应机理,求取了甘油和环己酮碳正离子反应速率控制步骤的过渡态,并根据频率分析和内禀反应坐标计算对该过渡态的合理性进行了确认,得到该步反应的活化能为120.017 kJ/mol。     

NaA/MCM-41微介复合分子筛的合成与表征

按n(SiO2)∶n(Na2O)∶n(Al2O3)∶n(H2O)=1∶1.5∶0.5∶100加料,在90℃下水热晶化3 h合成NaA微孔分子筛,再按n(SiO2)∶n(NaOH)∶n(CTAB)∶n(H2O)=1∶0.3∶0.3∶90依次添加到NaA微孔分子筛中,于110℃下水热晶化24 h合成NaA/MCM-41微介复合分子筛,并采用XRD、SEM(EDS)和TEM等方法对其进行了表征。吸附阳离子红X-5GN模拟染料废水结果表明,在50 mLρ(阳离子红X-5GN)=20 mg/L的水溶液中,NaA/MCM-41微介复合分子筛的投加量为0.6 g/L、pH=6、振荡时间为60 min时,脱色率可达到96.4%,比NaA分子筛和MCM-41介孔分子筛独自吸附脱色效果要好。     

粘结助剂对ZSM-5甲醇制烯烃催化活性的影响

采用机械混合法在H-ZSM-5分子筛中添加不同氧化物粘结剂,考察其对甲醇制烯烃(MTO)催化反应性能的影响,并采用x射线衍射(XRD)、氨气-程序升温脱附(NH3-TPD)实验、傅立叶红外光谱(FT-IR)和热重(TG)分析表征催化剂结构.结果表明:在H-ZSM-5中分别添加不同的氧化物粘结剂SiO2,γ-Al2O3和Kaolin(H-ZSM-5和氧化物质量比2∶1),在催化剂1 g,CH3OH与N2物质的量之比1∶4,催化剂质量与原料流速之比(W/F)为10(g·h)/mol,反应压力0.1 MPa和反应温度723 K的条件下,反应3 h,甲醇转化率为100%;与H-ZSM-5相比,烯烃产物分布发生了变化,添加SiO2使C3=选择性下降,添加γ-Al2O3使C1选择性增加,添加Kaolin使C3=选择性增加,同时添加Kaolin与SiO2(Kaolin和siO2质量比2∶1)的H-ZsM-5具有最高的C2=～C4=选择性,其中C3=选择性为38%.添加氧化物降低了催化剂的总酸量,反应11 h前后催化剂的物相没有发生明显变化,积炭不明显.     

不同类型分子筛催化剂上香兰素丙二醇缩醛的合成

以香兰素和1,2－丙二醇为原料,HZSM－5、HY、USY、HB、HMCM－22和HMCM－41不同类型分子筛为催化剂,催化合成了香兰素1,2－丙二醇缩醛。对上述分子筛进行了N2吸附—脱附、吸附吡啶的FT－IR表征。结果表明,HMCM－22分子筛具有最高的活性,各种分子筛活性顺序为：HMCM－22〉H13〉USY〉HY〉HZSM－5〉HMCM－41。HMCM－22分子筛具有最高的催化活性,因为它具有最大的二次孔的体积和适宜的酸性。