超大孔微孔硅基分子筛的合成与应用最新进展

综述了近十年来颇受关注的一类新型分子筛材料,即以氧化硅为基质、开口孔大于12元环的晶体微孔分子筛的合成及其在催化反应上应用的最新进展.着重介绍了有机模板剂结构、矿化剂类型和杂原子种类对大孔型硅基晶体分子筛合成的影响,并探讨了这类材料未来的发展趋势和研究方向.     

对微孔AlPO_4-5分子筛水热合成中部分影响因素的研究

微孔磷酸铝分子筛AlPO4-5是一种具有代表性的磷酸盐分子筛,其优良的催化性能已得到广泛的肯定.其凝胶的组成直接影响到产品的组成和性质.以三乙胺为模板剂,拟薄水铝石、分析纯磷酸为原料,180℃下晶化36 h水热合成AlPO4-5分子筛.并以X-射线粉末衍射(XRD)对其进行结构鉴定、电子显微技术对其进行形貌表征.分别考察了水量改变、模板剂量改变及水量和模板剂量同时改变对AlPO4-5分子筛合成的影响.     

开放骨架磷酸铝定向合成反应预测研究

针对国内外材料领域和分子工程学领域中如何定向合成无机微孔材料的热点问题.基于开放骨架磷酸铝具有独特结构特征的特点,于吉林大学"无机合成与制备国家重点实验室"构建的磷酸铝合成反应数据库的研究基础上,采用基于机器学习的算法对磷酸铝合成反应进行预测.首先提取富信息样本建立预测模型和补值模型.然后利用BP补值模型对数据库中的缺失数据进行校正.最后根据已建模型建立了一个简单、易用的定向合成(12,6)元环分子筛系统.     

以聚乙二醇为软模板制备微孔-介孔硅铝分子筛及其催化性能

以硅铝溶胶前驱体， 与聚乙二醇软模板剂混合， 水热处理后制备微孔-介孔硅铝分子筛. 采用X射线衍射（XRD）、 Fourier变换红外光谱（FT-IR）、 N₂吸附-脱附、 透射电镜（TEM）和氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）表征微孔\|介孔硅铝分子筛的理化性质. 将所得微孔-介孔硅铝分子筛作为苯酚叔丁醇烷基化反应的催化剂， 利用苯酚的转化率测试材料的催化性能. 结果表明: 聚乙二醇作为软模板产生介孔结构， 且聚乙二醇加入量可影响硅铝分子筛的结晶度;   当聚乙二醇的加入量不同时， 苯酚的转化率受影响； 当聚乙二醇用量为8 g时， 苯酚转化率最高， 可达95.5%.      

用无机钛源合成Ti-HMS中孔分子筛

用无机配合剂稳定钛酰离子，以正硅酸乙酯为硅源，十二胺为模板剂，用多种无机钛源合成了中孔Ti-HMS型分子筛，采用XRD，低温N2吸附，FT-IR和UV-Vis等方法对合成的含钛分子筛进行了结构表征，以苯乙烯的H2O2氧化作为模型反应，考察了合成的Ti-HMS分子筛的催化性能，结果表明，钛原子已进入分子筛骨架，用TiCl4为钛源合成的Ti-HMS分子筛在960cm^-1处存在较强的红外吸收，并对苯乙烯的H2O2氧化表现出较高的催化活性。     

哌嗪分子自我有序化作用对合成磷酸铝结构类型的影响

以哌嗪为模板剂,采用水热法制备了系列磷酸铝晶体材料,以此为基础研究了模板剂浓度变化对合成磷酸铝晶体结构的影响.数码显微镜、XRD、FT-lR和X-射线单晶衍射等测试结果表明,不同浓度哌嗪溶液合成的晶体的结构不同.针对此体系,在高浓度哌嗪溶液中,哌嗪分子之间存在较强的自我有序化作用,导向合成二维层状结构磷酸铝晶体;随哌嗪溶液浓度降低,分子间有序化作用减弱,合成的磷酸铝晶体的结构由二维向三维转变,即低模板剂投入量易于导向合成高维结构;当哌嗪溶液浓度低于0.301 mol/L时,此体系下哌嗪的模板作用消失,只能获得致密结构的磷酸铝.     

磷酸钛微孔晶体的合成与结构

由于过渡金属配位环境、价态的多样性以及多种金属氧簇的形成，使过渡金属磷酸盐微孔材料得到迅速发展，特别是还原态金属的存在将提高微孔材料氧化催化性能．但是作为磷酸盐的重要成员，磷酸钛微孔晶体的发展严重滞后，采用金属钛粉为原料，控制反应速度并创造还原性氛围．利用不同有机胺为结构导向剂，合成了3种新型结构的混合价磷酸钛化合物，其中化合物1为一维链状结构，化合物2和3为具有12元环孔道结构的微孔晶体、计算表明，3种化合物中均含有三价钛，化合物2和3中存在2种钛原子，分别为3价和4价，化合物1中只有一种钛原子，价态为3．5，磁性测试显示，化合物1中钛的有效磁矩为0．867．     

ZSM-5分子筛水热合成条件的实验研究

ZSM-5分子筛是一种孔道结构独特的硅铝酸盐晶体材料,在改善催化裂化汽油质量和提高乙烯、丙烯等低碳烯烃收率方面有重要应用。利用水热合成方法制备出亚微米级ZSM-5分子筛,并研究了水热合成条件对亚微米级ZSM-5分子筛结构特征和物化性能的影响。结果表明:在模板剂用量为25%、晶化温度为185℃、晶化时间为48 h、合成体系碱度为0.10～0.12、原料硅铝比为100的条件下,可以获得结晶度较高、晶体形貌规整、孔结构性质良好的亚微米级ZSM-5分子筛。     

球形微孔二氧化硅的合成与表征

以正硅酸乙酯作硅源,嵌段共聚物为模板剂,采用沉淀法合成均匀的实心球形二氧化硅微孔材料,BET、FSEM和XRD等表面分析手段表征表明,我们合成的二氧化硅微孔材料具有3～4μm的粒径和不规则分布的0.9～1nm的孔径以及216±3.5m2/g的比表面积.实验结果还表明,在用非极性表面活性剂和非极性硅前驱体合成粒径均匀的多孔材料时,采取弱酸性的反应条件是有利的.     

Fe-Si复合氧化物中孔分子筛的合成与表征

在碱性条件下，采用乙二胺为介质，以十六烷基三甲基溴化胺为模板剂，正硅酸乙酯为硅源，用水热法合成了Fe-Si复合氧化物中孔分子筛，并用XRD、红外、热分析等对样品进行表征，实验结果证实所合成的产物为Fe-Si复合氧化物中孔分子筛。     

亚磷酸盐微孔化合物研究进展

 由于微孔材料独特的结构特点及在分离、吸附、离子交换和催化等方面的应用,探索合成具有新颖结构的微孔化合物成为当今研究的热点。磷酸盐分子筛是应用和研究最为广泛的一类微孔材料。亚磷酸盐微孔化合物作为磷酸盐分子筛材料的延伸,近年来引起科学家的极大兴趣。人们致力于合成具有大孔、螺旋、手性骨架等新颖结构的亚磷酸盐系列化合物,在很大程度上推动了微孔化合物的研究。目前,亚磷酸盐微孔化合物的研究已经涉及到元素周期表中的大部分金属元素,合成方法多样,所用模板剂种类繁多。通过对不同金属亚磷酸盐的综述,总结了亚磷酸盐化合物的结构特点、合成方法及模板剂在化合物合成中所起的作用,并介绍了其最新研究进展。     

聚乙烯微孔材料微观结构形成过程研究

超高相对分子质量聚乙烯 (UHMWPE)微孔材料中的微孔结构是通过热致相分离方法 (Thermally Induced Phase Separation, TIPS)形成的。TIPS过程涉及到聚合物-溶剂二元体系,二元体系的相分离过程对微观结构的形成有很大影响。通过UHMWPE 石蜡油二元体系平衡态和非平衡态相图的测定,利用扫描电子显微镜(SEM)研究了二元体系的相分离过程以及不同冷却速度下形成的微观结构。     

微孔介质上气泡形成规律的研究

用激光测试技术对微孔介质上气泡形成规律进行了研究。实验结果表明,在微孔介质上所形成气泡的 Ｓａｕｔｅｒ平均直径随通气量的增大而减小;液相中盐或醇的引入使形成的气泡直径明显减小。使用不同模型的计算结果表明,单一孔上气泡形成模型难以描述微孔介质上气泡形成规律。为了描述微孔介质上气泡形成过程,不仅要考虑孔径减小带来的影响,而且要考虑操作条件及体系性质的变化对实际生成气泡的“有效孔”数目及当量直径等因素的影响。     

超高分子量聚乙烯微孔材料成型工艺研究

以超高分子量聚乙烯为聚合物基体材料,以氯化钠为无机填充物,压制成型为片材,然后溶解填充材料,制备微孔材料,并表征了微孔材料的性能。通过实验研究了氯化钠添加量和粒度对微孔形成的影响,获得最佳工艺参数:使用最佳填充量50%的100目的NaCl,制备的微孔片材的水通量为20g/min,平均孔径约130μm。     

采用套管式微反应器臭氧氧化降解苯酚水溶液的研究

将新型套管式微反应器应用于苯酚溶液的臭氧氧化处理体系,考察了套管式微反应器微孔孔径、内外管环隙、苯酚溶液初始质量浓度、温度、pH值和气液比等因素对苯酚去除率的影响。结果表明,苯酚去除率随着套管微孔孔径、内外管环隙和苯酚溶液初始质量浓度的增大而减小;随着气液比和温度的增大而增大;而随着溶液pH值的增大,苯酚去除率则先增大后减小。初始质量浓度为100 mg/L的苯酚溶液在pH为11,气液比为13,套管内管孔径为10 μm,内外管环隙为250 μm,温度为25 ℃的条件下,苯酚去除率可达99%以上。     

聚四氟乙烯荷电微孔膜抗老化性能的实验研究

对利用Ar等离子体为引发手段对聚四氟乙烯(PTFE)膜进行表面处理,然后在PTFE膜表面接枝丙烯酸(AAc)制备的PTFE-g-AAc聚四氟乙烯荷电微孔膜的抗老化性能进行了室内试验研究.通过贮存、浸泡、化学清洗及高温清洗等试验,考察了不同条件下荷电微孔膜的流动电位、通量以及抗污染和对悬浮物的去除能力.试验结果表明,在一般条件下贮存或在油田含油污水处理装置中使用3年,对该荷电膜的通量、荷电性等基本性能以及流动电位、抗污染和对悬浮物的去除能力没有明显影响,而且该膜还具有较好的在含油污水处理中的稳定性能和耐化学腐蚀性能.     

Y/SBA-15的微波水热法合成及其表征分析

研究了微波水热法合成微孔-介孔复合分子筛Y/SBA-15,以XRD为表征手段,考察了pH、二氧化硅与P123物质的量比、微波功率、搅拌速度和晶化温度等因素对复合分子筛结构的影响.经过研究确定了复合分子筛的合成条件:pH值为2.5,SiO2和P123物质的量比为58,微波功率为200W,搅拌速度为250r/min,晶化温度为120℃.采用氮气吸附脱附、透射电镜等分析方法对复合分子筛进行了表征分析,结果表明:合成产物同时具有微孔介孔结构特征,结晶度良好、短棒状大小均匀,微孔、介孔2种孔径分布均匀,平均孔径为4.050 13nm,孔壁厚度为2.2nm,BET孔容为0.350 525cm3/g.     

无机微孔膜法对W／O乳状液破乳的研究

提供了Ｗ／Ｏ乳状液破乳新方法,采用无机微孔膜对Ｗ／Ｏ乳状液进行破乳处理。研究了影响破乳率的一些重要参数如无机膜孔径、表面活性剂种类、乳状液油／水相体积比、乳状液通量等。     

微孔有机聚合物

微孔有机聚合物是一种新型的多孔材料,在非均相催化、吸附、分离和气体存储等方面具有潜在的应用.它是最近几十年发展起来的,全部由有机分子的构建块组装而成的微孔（孔径小于2.0nm）固体.依据设计策略的不同,主要可以分成以下4种：（1）通过交联反应阻止链密堆积的超交联聚合物;（2）通过刚性和扭曲基团阻止链密堆积的自具微孔聚合物;（3）通过大共轭？-体系刚性结构组建的共轭微孔聚合物;（4）通过适宜的官能团发生可逆地缩合反应来制备的共价有机骨架聚合物.本文根据国内外的研究背景,重点介绍自具微孔聚合物和共轭微孔聚合物.