水热法合成磷酸锆介孔材料中模板剂的影响

磷酸锆类化合物是近年来发展起来的一类新型多功能介孔材料.分别以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、四丁基溴化铵(TBAB)、二乙胺、乙二胺、尿素五种不同的有机胺作为模板剂,采用水热合成法制备了磷酸锆介孔材料.用物理吸附仪对材料的比表面积、孔径及比孔容进行了测定.结果表明,该材料平均孔半径在介孔范围内(4.40～7.22 nm),且具有较大的比表面积(116.5～218.1 m2/g)和比孔容(0.26～0.72 ml/g).着重比较了合成过程中所用模板剂对磷酸锆介孔材料孔半径分布的影响.     

由β分子筛纳米簇组装的介孔分子筛及其表征

采用两步水热合成法分别制备六方相和立方相的介孔分子筛：首先合成含有口微孔分子筛的初级和次级结构单元的纳米簇，然后分别在碱性介质中与模板剂CTABr组装，通过优化合成条件分别制备出六方相Mβ-41介孔分子筛和立方相Mβ-48介孔分子筛。采用XRD、FT—IR、BET、TG-DTA、SEM、TEM、^27Al NMR和^29Si NMR等表征手段对所得的介孔材料进行了表征。考察了所得的介孔材料的热稳定性、水热稳定性以及酸性。结果表明，用两步法制备的介孔分子筛具有较强的酸性和较好的水热稳定性。分析结果表明，用该方法制备的介孔材料含有β微孔分子筛次级结构单元，这对其稳定性和酸性的提高起了很大作用。     

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。     

以阴离子表面活性剂为模板的二氧化硅介孔材料(AMS)

以阴离子表面活性剂为模板剂的二氧化硅介孔材料(AMS)是通过引入带胺基或季铵盐的碱性硅烷助结构导向剂(CSDA)来合成的.笔者采用该合成路线合成出了各种不同的介观结构(AMS-1～10),包括三维六方、四方、立方、二维六方、双连续立方以及层状相等.另外,采用手性阴离子表面活性剂作为模板剂首次合成出具有二维六方晶系结构排列、不同曲率、有序螺旋状孔道绕着六角柱的中心旋转的氧化硅介孔材料.在最近的研究工作中发现,这种螺旋的孔道及形貌可以通过合成过程中的搅拌速率来控制.通过萃取,可以得到氨基或季铵盐表面修饰的具有不同结构的介孔材料.最后,根据动力学和热力学理论论述了AMS介孔材料的合成机理.     

二嵌段共聚物合成介孔结构二氧化硅材料

在酸性合成体系中,利用非离子型聚乙烯醚-聚丙烯醚二嵌段共聚物(PEO-PPO)作为模板剂,制备了介孔SiO2材料.采用X射线衍射、N2吸附、扫描电镜、透射电镜等手段表征合成材料的孔结构和孔性能.由共聚物的PEO和PPO链长度比来控制合成的SiO2的孔径大小,可以从微孔到介孔尺寸范围调变,但孔结构均由蠕虫状孔道组成;同时考察了合成条件的影响.结果表明,合成产物的孔大小随着合成体系中阳离子表面活性剂CTAB添加量的增加而增大.     

用表面活性剂合成介孔分子筛的新进展

综述了近年来用表面活性剂作模板剂合成介孔分子筛的研究状况,重点介绍了模板机理和新的合成方法,并展望了介孔分子筛的发展趋势,为介孔分子筛的开发提供科研参考。     

SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸的制备与改性

分析了采用共沉淀法、水热合成法和模板剂合成法等方法制备SO2-4/Zr O2固体超强酸的原理和影响因素。介绍了近年来通过引入稀土金属、贵金属、介孔材料等进行改性的研究进展。对今后SO2-4/Zr O2固体超强酸研究方向进行了展望。     

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。     

表面活性剂在介孔分子筛合成中的应用

介绍了在介孔分子筛合成中表面活性剂与无机物前驱体的三个作用机理,综述了用表面活性剂作模板 剂在介孔材料合成中的应用,并对今后的研究方向作了展望。     

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。     

介孔分子筛P-SBA-3催化合成月桂酸乙酯

采用H3PO4对介孔分子筛SBA-3进行改性,制得介孔分子筛P—SBA-3,并将其用于月桂酸乙酯的催化合成。考察了催化剂磷硅摩尔比、反应时间、反应温度、催化剂用量及酸醇摩尔比对月桂酸乙酯合成的影响,确定了最佳反应条件为：介孔分子筛P—SBA-3催化剂用量（以原料质量计）2．0％且催化剂磷硅摩尔比8：100、反应温度80℃、酸醇摩尔比1：4、反应时间5h。研究结果表明,介孔分子筛P—SBA-3具有良好的催化效率和稳定性,是合成月桂酸乙酯理想的分子筛催化剂。     

甲烷部分氧化制合成气中副产纳米碳管的研究

研究了甲烷部分氧化制合成气过程中生成的碳,对其做了TEM、XRD和Raman光谱测试,分析得知产物中含有大量多壁纳米碳管。为了研究其生成的原因,去掉催化剂,在相同的装置和反应条件下,甲烷和氧气或以合成气为原料进行反应,结果发现,以甲烷和氧气为原料气时无碳生成,而用合成气为原料,进行反应时,反应后可得到大量碳。对产物碳做了TEM、XRD和Raman光谱测试,结果表明为多壁纳米碳管,由此推测,甲烷部分氧化过程中生成的纳米碳管是由一氧化碳歧化生成,反应装置中的控温热电偶可能起催化剂的作用。氢气在一氧化碳歧化制备纳米碳管的过程中起着很重要的作用。     

不同形貌介孔二氧化硅的振荡法合成及其对染料的吸附

采用恒温水热振荡替代传统介孔材料合成时的搅拌方式来制备介孔SiO2,考察了振荡频率对材料的形貌和孔道结构的影响,分析了振荡时硅物种和模板剂之间的界面作用机制。以亚甲基蓝为目标污染物,模拟染料废水,评价了不同振荡条件下所得介孔SiO2的吸附性能。结果表明,在振荡这一特殊外力场环境下,介孔SiO2可以形成“米粒”状、“核桃”状和六棱柱型“短棒”状等特殊形貌。这些特殊形貌的SiO2具有有序的介孔孔道和大比表面积。振荡频率较慢时所获得材料具有更大的比表面积和最可几孔径,其对亚甲基蓝的吸附量达到539 mg/g,吸附等温线符合Freundlich模型。     

磺酸型有序介孔碳催化剂的制备与表征

为提高有序介孔碳的酸性和催化活性,根据有序介孔碳的结构特点和表面性质使用三步磺化法制备了具有高酸量的磺酸型有序介孔碳,并对合成磺酸型有序介孔碳的最佳合成条件进行了优化。使用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、场发射透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和氮气物理吸附(N₂-BET)对磺化有序介孔碳(AOCS)的形貌、结构进行了表征。结果表明,AOCS经过一系列改性后仍具有序介孔结构,比表面积和平均孔径分别为227.4 m²/g和8.41 nm。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和元素分析对AOCS的表面性质进行了分析。结果表明,磺酸基成功接枝,且AOCS中S的质量分数可达16.07%。通过酸量测定,在最佳合成条件下AOCS的最高酸量可达21.2 mmol/g。     

强酸性介质中用三嵌段共聚物模板合成介孔硅基分子筛Ⅰ.样品的表征及共溶剂、共表面活性剂对样品颗粒外貌的影响

以聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物(P123)为模板剂，正硅酸乙酯为硅源，在强酸性介质中合成了一种孔径8.5nm、孔体积1.4cm^3/g的大孔径、二维六方对称结构的介孔硅基分子筛。采用SEM表征手段考察了共溶剂或共表面活性剂对介孔材料颗粒外貌的影响。结果表明，加入共溶剂N，N-二甲基甲酰胺(DMF)或共表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)有利于介孔分子筛颗粒外貌向界面曲率增大的方向转变。并从介孔分子筛合成机理的角度对实验结果进行了详细的阐述。     

Approaches to the structuring and functionalizing of molecular sieves

On the basis of data available in the literature and the experimental results obtained by the authors, general developmental trends in studying the chemistry of microporous and mesoporous molecular sieves are discussed. The most important lines and objects of research were outlined, in particular, template synthesis of extra-large pore zeolites (silicates, germinates, phosphates, etc.) and mesoporous molecular sieves (MMS) of various types and compositions based on Si, Al, Ti, Zr, Ge, Sn, and some transition metal oxides and phosphates, as well as carbon MMS. Some of the current approaches and new ideas and approaches to the structuring and functionalizing of molecular sieves related to the chemistry of the template action; the specifics of isomorphism of the template action in phosphate and germanate zeolite-forming systems, as well as in MMS; the solubilization effect, etc. are considered.     

非硅介孔金属氧化物材料的软模板合成方法

介绍了合成介孔材料的软模板法。综述了利用该技术通过不同表面活性剂合成氧化钛、氧化锆及其他非硅介孔金属氧化物及其复合物的方法。     

含镍介孔分子筛催化热解乙醇制备纳米碳管

采用水热法制备了含Ni介孔分子筛,在常压下用所合成的含Ni介孔分子筛为催化剂通过CVD法制备出管径约为10 nm的多壁纳米碳管。采用X射线粉末衍射、N_2物理吸附、透射电子显微镜等方法对含Ni介孔分子筛进行了表征。所合成的含Ni介孔分子筛的比表面积为811.2 m~2/g,平均孔径为3.64 nm,热稳定性高达800℃。     

介孔硅分子筛原位改性功能化的研究进展

综述了介孔硅分子筛原位改性功能化的研究进展,选择将金属盐加入到酸性的合成溶液中和在介孔材料微粒形成时对其进行沉积镀饰,再经焙烧分解生成覆盖细密的强碱性表面层。该方法突破"后处理"改性的传统思路,在试样合成时实施改性,直接在强酸性体系中制备强碱性介孔材料和碱强度达到27的介孔超强碱。还综述了含氧酸盐的种类、添加方式对产物的形貌、孔结构及稳定性的影响。利用弱酸性和盐效应合成出具有双螺旋Ia3d对称性并经原位改性的立方相材料,采用原粉研磨法新技术,利用介孔材料里胶束与孔壁之间的超微空间,提供了介孔功能化的新材料。     

含介孔结构Y型分子筛的制备及其在催化裂化反应中的应用

釆用水热法分别以三嵌段聚合物（F127）和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂制备含有介孔结构的Y型分子筛,利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、N2吸附-脱附和氨气程序升温脱附等技术对分子筛进行表征。以水热处理后的超稳Y（USY）分子筛为原料合成催化剂,考察多级孔结构Y型分子筛对轻柴油催化裂化性能的影响。X射线衍射和扫描电镜结果表明,合成过程中模板剂的加入对Y型分子筛的结构和形貌没有影响。N2吸附-脱附和酸性分析结果表明,模板法合成的USY分子筛较常规USY分子筛的介孔孔体积和总酸量增大。由于孔道结构和酸性的双重影响,模板法合成催化剂的催化裂化性能高于常规方法合成催化剂的催化裂化性能。催化裂化反应结果表明,以F127为模板剂合成的F-MCAT样品表现出较好的催化性能,其微反活性比未加模板剂的催化剂样品高3.89百分点。