负载TS-1导向剂的介孔材料的合成、表征及催化性能研究

利用浸渍法将TS-1导向剂高度分散在介孔材料MCM-41和SBA-15的表面,制备出一系列在氧化反应中具有高活性的催化材料.对样品的表征显示催化剂保持了介孔的结构,同时具有四配位的钛物种均匀地分散于介孔催化剂的表面.催化结果显示,与钛硅分子筛(TS-1)相比,所制备的催化剂在小分子的氧化反应中表现出相似的活性,在大分子的氧化反应中展示了很高的活性,体现了介孔材料的优越性.     

高稳定性Ni/SBA-15催化剂的结构特征及其对二氧化碳重整甲烷反应的催化性能

 采用浸渍法制备了Ni含量为2.5%～20%的系列Ni/SBA-15催化剂,在常压连续流动固定床反应器上考察了催化剂对二氧化碳重整甲烷制合成气的催化性能,并用X射线衍射和N2吸附法研究了Ni/SBA-15催化剂的结构特征. 结果表明, Ni/SBA-15催化剂具有很高的CH4和CO2转化率, 12.5%Ni/SBA-15催化剂在800 ℃反应600 h后活性没有明显下降,但反应710 h后CH4的转化率下降了约50%, CO2的转化率下降了约25%. 其活性下降的主要原因是催化剂积炭. 在高温条件下反应时, SBA-15的介孔结构也没有遭到破坏,分子筛的孔壁能有效阻止活性组分Ni的团聚. SBA-15孔中组装一定量的Ni活性组分后,除了SBA-15的介孔外,还会形成另外一种较小的孔,但这不影响SBA-15的有序介孔结构,只是其孔径、孔容和BET比表面积降低.     

Nafion功能化介孔催化剂上苯甲醚/苯甲酰氯酰基化反应研究

苯甲醚/苯甲酰氯的酰基化产物4-甲氧基二苯甲酮是多种精细化工产品的重要中间体. 本工作主要介绍了Nafion负载型SBA-15, SBA-16及Me-SBA-15介孔超强酸催化剂的制备及其在苯甲醚/苯甲酰氯酰基化反应中的应用. 实验结果表明, 单位时间单位Nafion活性位上的苯甲酰氯转化数高于传统HBeta沸石和硫酸氧化锆, 且载量的增加能显著提高酰基化催化性能. 甲基修饰的Me-SBA-15介孔材料明显改善了催化剂表面的疏水性能, 有效减缓了多聚芳烃副产物的生成, 反应的转化率得到大幅提高. 相对一维孔道结构的介孔SBA-15而言, 三维笼状结构的SBA-16对反应物及产物分子具有更好的扩散性能, 该结构优势由酰基化反应的高初始活性得以充分体现. 在整个反应过程中, 该类催化剂对4-甲氧基二苯甲酮具有专一的选择性.     

负载于孔道内部的手性酸碱催化不对称Aldol反应

将手性的伯胺-叔胺与B酸组成的酸碱对负载到介孔材料SBA-15孔道的内表面,得到了一种非均相双功能催化剂.该催化剂在催化丙酮和不同醛的aldol反应时得到了中等的活性和对映体选择性,重复使用6次后活性没有明显下降.与以硅胶为载体的催化剂相比,以介孔SBA-15分子筛为载体的催化剂ee值更高,这可能是由于介孔孔道限制效应引起的.     

低浓度液体酸介质中快速合成SBA-15分子筛

通过在低浓度无机液体酸介质中添加少量磷钼酸(HPMo), 成功地合成了高度有序的SBA-15介孔分子筛. N₂吸附-脱附、XRD、TEM和水热稳定性实验等检测结果表明: 用这种方法不仅可以大幅度降低合成SBA-15分子筛所需液体酸的用量和缩短晶化时间, 同时反应产物SBA-15在100 ℃的水中处理72 h后仍然保持六方有序的介孔结构.     

磺酸基功能化的有序SBA-15-SO3H介孔分子筛的合成及其在苯酚叔丁基化反应中的应用

通过一步法合成了SBA-15-SO3H介孔分子筛,用XRD,TEM,低温N2吸附和吡啶吸附红外光谱等方法进行了表征,并研究了其在苯酚叔丁基化反应中的催化性能.结果表明,SBA-15-SO3H保持了母体SBA-15高度有序的六方介孔结构,具有较强的酸性和热稳定性,且在苯酚叔丁基化反应中表现较好的催化活性和2,4-二叔丁基苯酚选择性.     

SBA-15负载Pd催化剂的制备及其在Heck反应中的应用研究

利用水热反应制备了表面离子液体功能化的SBA-15介孔材料,在丙酮溶液中与氯化钯反应,然后使用水合肼在乙醇中还原.测试了这种催化剂在Mizoroki-Heck反应中的催化活性.与直接负载在SBA-15上的钯催化剂相比,这种表面修饰的介孔SBA-15负载催化剂表现出更高的催化活性、可回收性和反应稳定性.氮气吸脱附实验和小角XRD衍射实验表明,在合成中,材料的介孔性能并没有被破坏.透视电镜也表征了该材料的表面形貌.最后,Mizoroki-Heck反应表明该催化剂具有很高的催化活性,且循环五次后,其催化活性降低并不明显.     

SBA-15 固载离子液体功能化脯氨酸的制备及其催化 Knoevenagel 缩合反应

 以 L-脯氨酸为原料合成了离子液体功能化脯氨酸前驱体 (IL-Pro), 并将其固载到 SBA-15 介孔分子筛上, 制得 IL-Pro/SBA-15 催化剂. 用红外光谱、热重、N2 吸附-脱附、X 射线衍射和透射电镜等手段表征了 IL-Pro/SBA-15 催化剂, 并考察了该催化剂在 Knoevenagel 缩合反应中的催化性能. 结果表明, 固载离子液体功能化脯氨酸没有破坏 SBA-15 的有序介孔结构, 但孔体积、孔径和比面表积有所下降; IL-Pro/SBA-15 的失重峰在 250~360 oC (峰值为 310 oC). 在以苯甲醛和丙二腈为底物的 Knoevenagel 反应中, IL-Pro/SBA-15 催化剂表现出较高的活性, 缩合产物收率高达 94%; 经简单分离后催化剂可重复使用 7 次以上而活性基本保持不变.     

介孔载体负载Pt催化剂上α-酮酸酯的不对称氢化

以介孔材料SBA-15、经或未经Al2O3修饰的具有三维立方孔道结构的SiO2为载体,制备了负载型Pt催化剂,并用于催化α-酮酸酯底物2-氧代-4-苯基-丁酸乙酯(EOPB)和丙酮酸乙酯(Etpy)的不对称氢化反应中.结果表明,当SBA-15孔径由6.2,7.6和9.2nm依次增加时,EOPB不对称氢化的活性和手性选择...     

HCl对有序介孔氧化硅结构与形貌的影响

以三嵌段共聚物P123为有机模板导向剂、正硅酸乙酯TEOS为无机硅源, 在HCl存在的强酸性环境下, 采用水热法合成了有序介孔分子筛SBA-15. 采用XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附等手段对产物的结构与形貌进行了分析, 考察了HCl用量对有序介孔材料结构及形貌的影响. 结果表明, 在合成有序介孔氧化硅时, HCl发挥了催化和中间离子的双重作用, 促使棒状胶束形成六方有序排列, 降低SBA-15中微孔的数量, 而且对合成有序介孔氧化硅SBA-15的形貌有显著影响. 适宜的HCl用量对形成“珍珠链状”形貌的、热稳定性优良的SBA-15介孔材料具有重要作用.     

新型HPW/SiO2复合介孔材料的合成与表征

合成了一种新型的HPW/SiO2复合介孔材料,通过XRD,TEM,UV-Vis和FTIR等表征证明,HPW均匀且稳定地包藏到介孔材料由SiO2网络组成的孔壁之中.催化结果表明,其在大分子催化反应中有较高的活性,在酯化反应中连续循环使用未发现活性组分流失,表明其在多相催化和大分子催化反应中有较好的工业应用前景.     

An efficient and reusable silica/dendrimer supported platinum catalyst for electron transfer reactions

A series of Pt nanoparticles (NPs) smaller than 3 nm were successfully encapsulated in dendrimer/SBA-15 organic and inorganic hybrid composite. The obtained catalysts were characterized by XPS, XRD and TEM. The results of XPS and XRD indicate the existence of Pt NPs in the hybrid matrix. TEM images display the Pt NPs with narrow size distribution are monodispersed in SBA-15 channels. Catalytic property of the supported Pt catalysts was investigated in inorganic (ferricyanide to ferrocyanide by thiosulfate) and organic (p-nitrophenol to p-aminophenol by sodium borohydride) electron transfer (redox) reactions. In both cases, the reduction reactions followed smoothly and the catalysts showed excellent catalytic activity. Moreover, the catalysts can be easily separated and reused several times preserving good catalytic performance.     

A highly efficient heterogeneous catalytic system for Heck reactions with a palladium colloid layer reduced in situ in the channel of mesoporous silica materials

A new catalyst, Pd-SBA, was prepared by the introduction of an Si-H function into the channel of SBA-15 mesoporous materials resulting in a highly dispersed metal colloid layer on the pore walls of the support material, creating one of the most active heterogeneous catalysts for Heck coupling reactions.     

VO<Subscript>x</Subscript>/Zr–SBA-15 catalysts for selective oxidation of ethanol to acetaldehyde

Effect of zirconium presence in the silica framework and content and speciation of vanadium surface oxo-complexes on the catalytic behavior of VO_x/Zr–SBA-15 catalysts in oxidative dehydrogenation of ethanol was investigated. Experimental results bring evidence of successful incorporation of zirconium into ordered mesoporous silica framework with the preservation of ordered mesoporosity by hydrothermal template base synthesis method. The presence of zirconium in the SBA-15 framework increases reducibility of vanadium species and acidity of the catalysts. It is reflected in higher activity of vanadium species expressed as turn-over frequency (e.g., TOF of 20 h^?1 for 5%VO_x/Zr–SBA-15 sample in comparison with TOF of 12 h^?1 for 5%VO_x/SBA-15 sample) and also in significant decrease of selectivity to acetaldehyde (65% in comparison with 90% for mentioned samples) followed by increase in selectivity to ethylene (25% in comparison with 5%). This change in distribution of reaction products is related to stronger acidity character of surface OH groups and inhibition effect of formed water vapours on the oxidative dehydrogenation products (acetaldehyde). Catalytic data also reveal that oligomeric/polymeric tetrahedrally coordinated vanadium species exhibit higher activity in ethanol oxidative dehydrogenation than monomeric complexes. In addition, comparison of the catalytic performance of VO_x/Zr–SBA-15 catalysts with VO_x/SBA-15 catalysts showed that catalytic properties of VO_x/Zr–SBA-15 catalysts can be tuned by incorporation of controlled amount of zirconium into silica framework.     

APTS改性SBA-15负载Ni-B非晶态合金催化加氢脱硫性能的研究

采用共价接枝法制备APTS改性介孔分子筛SBA-15,将氨基官能团接枝到SBA-15表面.并采用化学还原法制备了Ni-B/SBA-15-APTS非晶态合金催化剂,以噻吩加氢脱硫为探针反应,研究了其催化加氢脱硫性能.结果表明,240℃时,APTS改性SBA-15所负载的Ni-B催化剂噻吩转化率达到50.8%,较未改性SBA-15所负载的催化剂噻吩转化率有显著地提高.由于氨基与Ni2+的配合作用,有助于Ni在催化剂中的分散,因而更容易被还原.ICP结果表明,在相同的制备条件下,相比未改性的SBA-15,APTS改性SBA-15使其催化剂中Ni的负载量增加,并且非晶态合金组成中Ni的含量也增大,B的含量降低,有利于提高催化剂的活性.     

金属改性SBA-15应用于乙醇水蒸气重整制氢的研究

采用水热法将Ce金属引入SBA-15骨架,合成一系列Ce-SBA-15（Si/Ce=40,20,10）载体,再通过浸渍法制得Co/Ce-SBA-15催化剂.利用XRD、UV-Vis、FT-IR、H₂-TPR、N₂吸附-脱附等手段对催化剂进行表征,并用于乙醇水蒸汽重整制氢反应（ESR）,考察载体骨架中Ce金属对催化剂结构和性能的影响.结果表明,水热法制备可使得Ce离子进入到SBA-15分子筛骨架,合成的载体仍保持SBA-15特有的介孔结构.与Co/SBA-15催化剂相比,基于铈的储放氧功能,Ce的加入提高了活性金属分散度,降低了反应积碳的生成,改善了催化剂稳定性.适量铈与钴的协同作用,提高了钴物种的分散度,降低了钴的烧结程度,催化剂Co/Ce-SBA-15（Si/Ce=20）具有良好的催化活性,乙醇转化率为96.6%,H₂选择性达到75.5%,反应后积碳率仅为5.6%.     

Recyclable Transition Metal Catalysis using Bipyridine-Functionalized SBA-15 by Co-condensation of Methallylsilane with TEOS

Well-defined recyclable Pd- and Rh-bipyridyl group-impregnated SBA-15 catalysts were prepared for C−C bond coupling reaction and selective hydrogenation reactions, respectively. These SBA-15 derived ligands for the catalysts were prepared by direct and indirect co-condensation method using bipyridyl-linked methallylsilane. This indirect method, involving methoxysilane generated from methallylsilane shows higher loading efficiency of transition metal catalysts on SBA-15 than the direct use of methallylsilane.     

SBA-15的孔壁碳膜修饰对钴基催化剂结构与催化性能的影响

在惰性气体中焙烧SBA-15制得孔壁被碳修饰的SBA- 15C样品,以它和SBA-15为载体,采用等量浸渍法制备了负载型Co基催化剂,并运用X射线衍射、N2物理吸附、程序升温还原、NH3吸附量热等手段对样品进行了表征.结果表明,SBA- 15C仍保持原有的六方有序的中孔结构,但其孔壁经碳修饰后发生增厚,比表面积略有下降...     

An iron Schiff base complex loaded mesoporous silica nanoreactor as a catalyst for the synthesis of pyrazine-based heterocycles

An iron Schiff base complex was encapsulated in SBA-15 mesoporous silica to afford a Fe(III)-Schiff base/SBA-15 heterogeneous nanocatalyst for the synthesis of pyridopyrazine and quinoxaline heterocycles. These reactions proceeded in water with excellent yields. The catalyst was characterized by physico-chemical and spectroscopic methods and found to retain the characteristic channel structures of the SBA-15, allowing good accessibility of the encapsulated metal complex.