四丙基氢氧化铵处理钛硅分子筛催化1-己烯环氧化

用不同浓度的四丙基氢氧化铵(TPAOH)处理钛硅分子筛(TS-1),处理后的钛硅分子筛作催化剂催化1-己烯发生环氧化反应.用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外漫反射(UV-Vis)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附曲线(BET)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP)对催化剂进行了表征.表征结果表明:样品的MFI结构没有被破坏;当TPAOH碱处理钛硅分子筛时,晶体内部部分硅溶解导致分子筛内部有介孔生成;随着四丙基氢氧化铵浓度的增加,分子筛中的骨架钛含量逐渐减少同时有非骨架钛生成.在催化1-己烯环氧化反应中,介孔的生成使处理后的钛硅分子筛活性和选择性得到明显改善.但是当介孔体积大于0.219,cm3/g时,由于骨架钛损失较多,1-己烯转化率和1,2-环氧己烷相对于1-己烯和过氧化氢的选择性都显著降低.     

合成条件及添加三乙醇胺对水热法合成TS-1分子筛及其性能的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)、钛酸丁酯(TBOT)、四丙基氢氧化铵(TPAOH)分别作硅源、钛源及模板剂水热合成了TS1分子筛.考察了TEOS水解时的水硅比、TEOS水解温度、TPAOH用量及添加三乙醇胺(TEA)对TS1分子筛合成及其性能的影响.采用XRD、SEM、N2吸附等手段对试样进行表征,同时以环己酮氨肟化反应考察试样的催化活性.结果表明,TEOS水解过程中,n(H2O)/n(SiO2)在20～40的范围内对TS1的合成及性能影响不大.水解温度较高(60 ℃)时,加入少量TPAOH (n(TPAOH)/n(SiO2)=0.125)即可得到性能较好的TS1,而在水解过程中添加适量TEA则能进一步改善TS1分子筛的性能.在水解温度为60 ℃、n(SiO2)∶n(TPAOH)∶n(TEA)∶n(H2O)为1∶0.125∶0.065∶20时合成出的TS1用于环己酮氨肟化反应,环己酮转化率达到90.7%,环己酮肟选择性达到92.4%,催化活性与高TPAOH用量合成的TS1接近,而TPAOH的用量大大降低.     

[BMIM]HSO4/乙醇降解纤维素残渣的热解行为和产物分布

以微晶纤维素为原料，利用1-丁基-3甲基咪唑硫酸氢盐（[BMIM]HSO4）与乙醇二元溶剂体系在180 oC下进行催化降解制备得到纤维素固体残渣（SRE），并考察了[BMIM]HSO4质量浓度对SRE结构特征和热解过程的影响规律，为SRE的资源化利用提供理论基础。通过FTIR、Raman、XRD、SEM和激光粒度分析仪对样品进行结构表征，结果表明SRE保持了纤维素化学结构，但随着[BMIM]HSO4质量浓度的增加，SRE粒径显著降低，晶体结构不断被破环并转化为热不稳定的无定形结构。通过热重分析仪和管式反应器研究SRE的热解行为规律，结果表明：随着[BMIM]HSO4质量浓度的增加，SRE热失重起始温度显著降低，热失重曲线向低温区移动。同时，随[BMIM]HSO4浓度的增加，促进了可挥发分与残渣的气固作用，引起焦炭和气体产率增加，生物油产率降低；生物油成分中D-Allose的产率随[BMIM]HSO4浓度的增加大幅降低，而左旋葡萄糖酮和5-羟甲基糠醛、糠醛等含量升高，即[BMIM]HSO4浓度的增加有利于SRE转化生产糠醛等小分子生物质基平台化合物。     

介孔Worm-like孔壁晶化制备微孔-介孔分子筛研究

采用水热孔壁晶化法,以Worm-like介孔分子筛为硅源,十八水合硫酸铝为铝源,制备不同硅铝比微孔-介孔ZSM-5复合分子筛,XRD、FT-IR、N2吸附-脱附、TEM等表征结果证明,用此方法成功制备出一系列微孔-介孔ZSM-5复合分子筛．将一系列复合分子筛用于催化苯酚叔丁基化反应,在反应温度145 ℃、n(苯酚)∶n(叔丁醇)=1∶2.5条件下,硅铝比为15、25的复合分子筛有较强的催化活性,苯酚转化率和2,4-二叔丁基苯酚选择性分别超过90%和42%．     

含硅大基团取代聚乙炔单体的合成及聚合物的制备

应用2种实验方案合成了4-三甲基硅基苯乙炔(SPA)单体, 采用核磁和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)进行了表征.在金属铑络合物[Ph(nbd)Cl]2催化剂催化下制备了聚4-三甲基硅基苯乙炔Poly(SPA).当n(SPA)∶n(Et3N)∶n(Ph)=250∶250∶1时,Poly(SPA)收率及分子质量分布最好,分别达到88 %和4.19.聚合物Poly(SPA)易溶于氯仿、甲苯等有机溶剂中.其成膜性较好,并具有较高的强度和热稳定性,热重分析测试5 %,失重温度为300～310 ℃.     

离子液体-三维石墨烯复合材料修饰电极的制备及其电容性能的研究

利用水热还原法制备了多孔三维石墨烯(3DGR),按不同质量比将其和离子液体(IL)[BMIM]PF_6混合后制备IL-3DGR复合材料,滴涂于玻碳电极(GCE)表面制备出相应的修饰电极(IL-3DGR/GCE).运用循环伏安法、交流阻抗法和恒电流充放电法测试了复合材料的电化学性能,考察其电容性能的优劣.结果表明3DGR与[BMIM]PF_6质量比为1∶125的复合材料的性能最佳.在1.0 mol·L~(-1)KOH溶液中,以0.15 m A·cm~(-2)电流密度进行1000次充放电循环测试,其最终比电容量为2.46m F·cm~(-2),容量保持率达82.02%,表现出较好的电容性能.     

一步水热法合成KA分子筛及性能研究

以硅酸钠提供硅源,铝酸钠提供铝源,通过一步水热法成功合成出具有典型立方体形状的KA分子筛。通过粉末X射线衍射仪,傅里叶变换红外光谱仪,扫描电子显微镜,透射电子显微镜,热重分析和N2吸附-脱附技术详细表征了KA分子筛。研究结果表明:KA分子筛的晶体结构属于体心立方结构,KA分子筛是多晶体; KA分子筛的硅铝物质的量比为1.0∶1; KA分子筛的BET(Brunauer-Emmett-Teller)比表面积是36.783 m2/g,微孔比表面积是24.399 m2/g,微孔体积是0.053 cm3/g。另外,通过对KA分子筛的热稳定性研究,得出2个结论:KA分子筛的相转变温度约是500℃,KA分子筛的总质量损失为15.1%。     

[P^O]配体钯催化剂催化乙烯与丙烯酸甲酯聚合及其共聚合反应

合成了2个[P^O]配体2-(二苯基膦)-苯磺酸(简称L1)和2-[二(5-甲基-苯基)膦]-苯磺酸(简称L2),并用1 H-NMR、31 P-NMR、MS和IR对配体进行表征.分别采用L1、L2与Pd(OAc),原位形成的催化体系对乙烯、丙烯酸甲酯进行催化聚合与共聚反应,发现这类催化体系可以在无任何助催化剂的作用下引发聚合反应.以L1/Pd(OAc)2为催化体系研究了不同反应条件对乙烯与丙烯酸甲酯聚合的影响.对于乙烯单体,当n(L1)∶n(Pd(OAc)2)=1∶1时催化活性较n(L1):n(Pd(OAc)2)=2∶1时高;对于丙烯酸甲酯单体,当n(L1)∶n(Pd(OAc)2)=2∶1时催化活性较n(L1)∶n(Pd(OAc)2)＝1∶1时高;若两者共聚,则当n(L1)∶n(Pd(OAc)2)=1∶1时催化活性更佳.L2/Pd(OAc)2催化体系的活性比L1/Pd(OAc)2催化体系的活性高.     

溶胶-凝胶法制备大孔/介孔Zn/Sm共掺杂纳米TiO_2及光催化性能

以无水乙醇为溶剂,聚苯乙烯和P123为模版剂,醋酸为抑制剂,以钛酸四丁酯、六水合硝酸钐和二水合乙酸锌为原料,采用溶胶-凝胶法制备了大孔/介孔不同掺杂量的锌/钐纳米TiO_2光催化材料.采用X线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、场发射扫描电镜、差热-热重分析仪、紫外-可见吸收光谱仪、比表面及孔隙度分析仪对其晶型、结构、形貌、热稳定性、光学性能和比表面积进行了表征.结果表明,锌/钐共掺杂离子能够抑制TiO_2的晶型转变,降低了TiO_2的禁带宽度,增加了吸收光的范围.对合成的锌/钐共掺杂纳米TiO_2,在紫外-可见光照射下,以苯酚为探针分子进行了光催化性能的测试,结果表明,掺杂比例n(Zn)∶n(Sm)∶n(TiO_2)=2.0∶2.0∶100,煅烧温度750℃时催化活性最高,180min后苯酚降解率达到91.74%.     

模板剂用量对微波水热法制备ZSM-5分子筛的影响研究

以四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂,采用微波水热法制备ZSM-5分子筛。考察模板剂用量对微波水热法合成ZSM-5分子筛物化性质的影响,采用XRD、BET、SEM、NH3-TPD等手段对合成样品的微观结构、孔结构及表面化学性质进行分析表征,在MTO工艺中评价合成分子筛的催化性能。结果表明:模板剂用量对合成ZSM-5分子筛晶相组成、微观形貌、比表面积、孔径分布及表面酸性质具有较大的影响。改变模板剂用量会影响分子筛结晶度和孔结构,可通过模板剂用量调控制备不同酸性质ZSM-5分子筛。模板剂用量为n(TPAOH)∶n(Si O2)=0.35时,ZSM-5分子筛孔结构和表面酸性适中,形貌规整,MTO催化性能最佳,甲醇转化率为98.4%,低碳烯烃收率为75.39%。     

Ti掺杂对SBA15基加氢脱硫催化剂的影响

以SBA15分子筛为载体,添加Ni-Mo活性组分作为催化剂,在Parr高温高压反应釜中,采用加氢脱硫(HDS)方法脱除噻吩类中的硫物质。通过XRD,TEM以及孔结构分析,研究掺杂Ti原子对SBA15基催化剂的形貌、比表面积和孔径等的影响,并考察一系列的不同硅、钛摩尔比(n(Si)/n(Ti)分别为∞,10,30和60)对催化剂加氢脱硫活性的影响。研究结果表明:经过改性后的SBA15的结构没有改变,但影响了载体的比表面积,改性后的比表面积有所降低;Ni和Mo活性相以NiMoO4和MoO3物相存在;Ti原子的加入有利于苯并噻吩(BT)和二苯并噻吩(DBT)中硫的脱除,并且不同硅钛摩尔比的催化剂呈现不同的脱硫率;当n(Si)/n(Ti)=30时,脱硫率最高。     

硅或钛取代AlPO-11分子筛的合成及表征

介绍了硅,钛取代AlPO-1分子筛SAPO-11、TAPO-11的合成方法,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重-差热、氮气吸脱附等手段对合成的分子筛进行了表征,考察了晶化温度和原料比对分子筛合成的影响.结果表明,硅,钛取代AlPO-11分子筛能生成AEL结构的TAPO-11分子筛;SAPO-11与AlPO-11分子筛表观形貌相差不大,而TAPO-11分子筛表观形貌则与AlPO-11分子筛有很大不同;硅,钛取代后分子筛的孔道半径及其孔容有所改变;3种分子筛都具有较好的热稳定性.     

多孔硅铝酸盐的制备及吸湿性能

为满足高效旋转式除湿技术的要求,采用水热法制备硅铝酸盐吸附剂,揭示了搅拌时间对吸附性能的影响.通过N2吸附-脱附等温线和TEM、XPS、XRD和FT-IR等测试对吸附剂结构与形貌进行表征,利用动态水蒸气吸附分析仪测试吸附剂对水蒸气的吸附-脱附性能.结果表明:随着搅拌时间的延长,吸附剂的比表面积、孔容和表面硅铝原子比逐渐增大,而平均孔径逐渐减小,水汽吸附性能有所增强,且吸附剂脱附温度仅为360 K,在低湿度(RH≤40%)下的吸附性能强于3A分子筛.     

含钛电炉熔分渣制备4A分子筛及其吸附性能

以含钛电炉熔分渣提钛后的水浸液为原料,采用常压回流法和水热法分别合成了4A分子筛.在控制硅铝比(n(SiO2)/n(Al2O3)摩尔比)为2的条件下,系统探讨了水钠比(n(H2O)/n(Na2O)摩尔比)、反应时间和温度对合成4A分子筛物相和微观形貌的影响.当控制水钠比为80且反应时间为8 h时,采用常压回流法可以制备出尺寸均一且结晶完全的4A分子筛;而采用水热法在120℃条件下,3 h即可制备得到形状规则的4A分子筛.另外,探讨了水热法不同反应温度条件下制备的分子筛对硫酸铜溶液吸附性能的影响.结果表明:反应温度为120℃条件下合成的4A分子筛对铜离子的吸附效率最高,在150 min时其吸附率可达70%.     

稻壳碱溶活化制备P型分子筛

以农业副产物稻壳为硅源、 硫酸铝为铝源, 通过炭化、 碱溶和水热合成工艺, 无需老化过程及添加晶种制备了洗涤助剂P型分子筛, 并考察了硅铝比、 碱度比、 反应时间和反应温度对合成分子筛的影响. 实验结果表明, 分子筛合成的最佳条件为： n(Na₂O) ∶n(SiO₂)=1.43, n(SiO₂) ∶n(Al₂O₃)=4,  n(H₂O) ∶n(Na₂O)=18.3, 在85 ℃反应8 h. 产品的XRD和SEM表征表明, 上述条件下合成的P型分子筛产品具有较高的结晶度, 无杂相且晶粒细小, 其Ca^2+交换容量可达330 mg/g.     

成胶过程中除醇温度对钛硅分子筛物化性能影响

以自制的四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂，快速合成了钛硅分子筛TS-1，并采用TEM、BET、XRD、FT-IR、UV—Vis等手段对产物进行了表征，研究结果表明：在钛硅胶液形成过程中，除醇温度为333～368K时，较高温度下合成的TS-1晶粒尺寸较小且较均匀、孔容及比表面积较大、结晶度及骨架钛含量均较高，其在苯酚羟基化反应中催化性能也较好。     

HZSM-5分子筛硅铝比对催化氯甲烷偶联制备低碳烯烃性能的影响

采用硅铝比(n(SiO_2)/n(Al_2O_3))分别为25、38、50、80、200和300的HZSM-5分子筛作为催化氯甲烷偶联制备低碳烯烃(MeXTO)的催化剂,系统地考察HZSM-5分子筛的硅铝比、结构与表面性质对催化性能的影响。利用X线衍射仪(XRD)、N_2吸附-脱附、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)和O_2程序升温氧化(O_2-TPO)对催化剂进行表征。结果表明:随着硅铝比的增加,分子筛表面的中强酸酸量逐渐降低,酸强度也逐渐减弱,氯甲烷的转化率逐渐降低,而低碳烯烃的总选择性逐渐增大,催化剂的稳定性也逐渐增强,其中,硅铝比为80的HZSM-5分子筛因具有较适宜的表面酸强度和酸量,催化性能最优。在反应温度450℃、空速2.45 h~(-1)下,氯甲烷的转化率达到92.9%,低碳烯烃的选择性达78.3%,反应稳定性达28 h。     

钛硅分子筛/H 2O 2体系催化汽油氧化脱硫

在钛硅分子筛/H2O2催化氧化体系下,研究了在固定床反应器上低温常压下真实汽油中硫化物的催化氧化脱除.研究结果表明,钛硅分子筛TS-1催化剂的晶粒大小对其催化氧化脱硫性能有影响,TS-1催化剂晶粒越小,催化氧化脱硫性能越高.催化剂吸附研究表明,银物种对噻吩有很强的选择吸附能力,银改性能提高TS-1催化剂的催化氧化脱硫性能.用孔径较大的含钛分子筛代替TS-1,催化剂催化氧化脱除较大分子硫化物的性能提高.汽油催化氧化脱硫处理后族组成和辛烷值没有明显变化.     

锌改性的分子筛催化剂上丙烷芳构化的研究

在固定床微型反应器上考察了不同分子筛锌改性后催化丙烷芳构化的反应性能。结果表明：具有8元环孔道结构的4A分子筛没有催化活性,几乎无积碳生成,具有10元环孔道结构的ZSM-5分子筛以及具有10元环和12元环的MCM-22分子筛具有较好的催化性能,积碳生成量MCM-22>ZSM-5,具有12元环孔道结构的β分子筛虽然也具有一定的催化性能,但是活性较低,且积碳的生成最多。表明分子筛催化剂的芳构化活性与其孔道结构有密切的关系。针对同一种ZSM-5分子筛改变硅铝摩尔比的研究结果表明n(SiO₂)/n(Al₂O₃)＝38的Zn/HZSM-5分子筛具有较好的芳烃选择性。     

溴化1-甲基-3-丁基咪唑的微波辅助合成及工业化方案研究

以溴代正丁烷与N-甲基咪唑为原料,利用微波辅助合成了咪唑类离子液体溴化1-甲基-3-丁基咪唑([BMIm]Br),并用红外光谱对[BMIm]Br进行了结构表征.运用单因素实验研究了反应条件对合成过程的影响,并从工业应用角度得出了微波辅助合成[BMIm]Br的最优化条件:物料比(物质的量比)为1∶1.3、时间为5min、功率为500W、温度为100℃.产率高达97.2%.通过模拟工业实验验证了间歇法和连续法两种工艺的可行性.