论文题目: 介孔分子筛的功能化修饰及其催化性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 分析化学
作者: 王莉萍
导师: 何鸣元,单永奎
关键词: 介孔分子筛,功能化修饰,苯酚羟化,苯氧化
文献来源: 华东师范大学
发表年度: 2005
论文摘要: 分子筛的修饰改性技术,如骨架掺杂、离子交换、浸渍负载催化活性物种等可以在分子筛中引入催化活性中心或改善分子筛的催化性能,功能化修饰的分子筛结合了溶液中均相催化剂和分子筛作为异相催化剂的优点,所以介孔分子筛的功能化修饰为设计、合成功能优异的多相催化剂创造了可能的机会。选择不同的前驱体和制备方法,可以得到不同物种结构的活性组份,通过对不同方法得到活性组份的结构分析和催化性能测试,不仅可以对催化剂的制备条件进行优化,还可以进一步获得催化活性中心的催化性能与其结构和制备方法相关联的信息,寻求在原子和分子水平上对催化剂进行设计的途径。 SBA-15分子筛是新近报道的一类介孔分子筛,由于其与MCM-41相比,具有更大的孔径和更高的水热稳定性,因此其吸引了众多研究者的兴趣。但是由于SBA-15是在强酸性条件下合成的,在酸性条件下,金属离子易于溶解于溶液中,不能与硅共沉淀进入分子筛的骨架,因此关于过渡金属取代的SBA-15的报道较少。因此,在对文献结果进行综合分析的基础上,本论文以SBA-15为基体,把固体化学中的缺陷理论应用到分子筛的合成中,从提高其催化活性的角度出发,根据单一取代缺陷的功能和不同杂原子之间的相互作用,利用电中性的原理,使两种不同的杂原子同时取代骨架硅,设计合成了单取代和双取代的分子筛。从而形成一种新的掺杂方法。合成了一系列新型取代的SBA-15分子筛材料。此外,由于介孔分子筛具有高比表面和规整的介孔孔道,能以较高的分散度负载活性组分,是一种另人感兴趣的催化剂载体。我们分别以SBA-15为载体通过原位涂层的方法制备了高负载量的FePO4/SBA-15材料,以介孔TiO2分子筛为载体,利用硅烷化试剂将杂多酸嫁接固定于TiO2表面,并对这些材料的催化活性进行了评价。主要的创新点有: （1） 以三嵌段聚合物为模板剂,以磷酸作为酸性介质,硝酸铝作为矿化剂,在酸性条件下合成铜取代的SBA-15（Cu-SBA-15）,并研究所得产物对苯酚羟化反应的催化活性。
论文目录:
目录
摘要
Abstract
第一章 前言
§1.1 引言
§1.2 介孔分子筛的合成和机理
§1.2.1 介孔分子筛的合成
§1.2.2 介孔分子筛的形成机理
§1.2.2.1 液晶模板机理
§1.2.2.2 协同作用机理
§1.2.2.3 棒状自组装模型
§1.2.2.4 电荷密度匹配机理
§1.3 介孔分子筛的表征
§1.4 非硅组成的介孔材料
§1.4.1 介孔氧化钛
§1.4.2 介孔氧化锆
§1.4.3 介孔氧化锰
§1.4.4 介孔氧化铝
§1.4.5 介孔铝磷酸盐
§1.4.6 介孔金属硫化物
§1.4.7 介孔碳
§1.5 介孔材料的应用
§1.5.1 介孔材料在生物领域的应用及其应用前景
§1.5.2 介孔材料在催化领域中的应用
§1.5.2.1 作为酸催化剂的应用
§1.5.2.2 氧化-还原催化剂
§1.5.2.3 介孔分子筛作为载体使用
§1.5.3 光学／电磁学
§1.6 介孔材料的化学改性
§1.6.1.介孔材料的表面化学性质
§1.6.2 元素取代法
§1.6.3 孔道内表面修饰或功能化
§1.6.4 在孔道中负载活性组分
§1.7 论文选题
参考文献
第二章 实验部分
§2.1.常用药品
§2.2 催化剂的表征方法
§2.2.1.X-射线粉末衍射测试(XRD)
§2.2.2.比表面和孔径分析
§2.2.3.透射电镜(TEM)
§2.2.4.电感耦合等离子体发射光谱(ICP)
§2.2.5.傅立叶变换红外光谱(FT-IR)
§2.2.6 ~(31)P固体魔角核磁共振(~(31)P MAS NMR)
§2.2.7.热重-差热分析(TG-SDTA)
§2.2.8.电子顺磁共振(ESR)
§2.2.9.固体紫外可见(UV-vis)
§2.3 催化活性评价
§2.3.1.分子氧液相氧化苯制苯酚反应
§2.3.2.双氧水一步氧化苯制苯酚反应
§2.3.3.苯酚羟化制苯二酚的反应
第三章 Cu-SBA-15的直接合成，表征及其在双氧水中苯酚羟化反应的催化活性
§3.1 引言
§3.2 含铜的SBA-15(Cu-SBA-15)的制备
§3.3 含铜的SBA-15(Cu-SBA-15)的结构与表征
§3.3.1 X-射线粉末衍射结果
§3.3.2 傅立叶红外光谱结果
§3.3.3 N_2吸附-脱附等温线和透射电镜结果
§3.4 对苯酚羟化反应的催化活性
§3.4.1 催化活性
§3.4.2 反应介质的影响
§3.4.3 反应时间的影响
§3.4.4 反应温度的影响
§3.4.5 催化剂的重复利用
§3.4.6 反应机理
§3.5.本章小结
参考文献
第四章 VOx／Cu-SBA-15的制备及其在多相氧化苯羟基化反应的催化活性
§4.1 前言
§4.2 催化剂的制备
§4.2.1 VOx／Cu-SBA-15的制备
§4.2.2 VOx／Cu-MCM-41的制备
§4.2.3 VOx／CuO的制备
§4.2.4 VOx／Cu-SiO2、VOx／Cu-Al2O3、VOx／Cu-Y、VOx／Cu-ZSM-5、VOx／Cu-SBA-15的制备
§4.3 催化剂VOx／Cu-SBA-15的结构与表征
§4.4 苯氧化羟基化反应的实验仪器及分析方法
§4.4.1 羟化反应实验仪器
§4.4.2 分析仪器及分析方法
§4.4.3 反应实验步骤
§4.5 结果与讨论
§4.5.1 氧气压力对反应的影响
§4.5.2 空气压力对反应的影响
§4.5.3 温度对反应的影响
§4.5.4 还原剂对反应的影响
§4.5.6 催化剂载体对反应的影响
§4.5.7 催化剂种类对反应的影响
§4.6 多相体系中分子氧氧化苯羟基化反应机理的探讨
§4.7 小结
参考文献
第五章 Fe-P双取代SBA-15分子筛的合成、表征及其对苯羟化反应催化活性的研究
§5.1.前言
§5.2 催化剂的制备与表征
§5.2.1 催化剂的制备
§5.2.2 催化剂的结构与表征
§5.2.3 组成、价态及配位环境
§5.3 催化性能的考察
§5.3.1 反应时间对催化活性的影响
§5.3.2 反应温度对催化活性的影响
§5.3.3 催化剂的重复利用
§5.4 总结
参考文献
第六章 双金属Fe-V取代的SBA-15分子筛的合成、表征及其在分子氧液相氧化反应中的催化活性
§6.1 前言
§6.2 Fe-V双取代的SBA-15材料的制备与表征
§6.2.1 Fe-V-SBA-15材料的制备
§6.2.2 Fe-V-SBA-15材料的结构与表征
§6.2.2.1 粉末X-射线衍射谱图(XRD)
§6.2.2.2 N_2吸附-脱附(adsorption-desorption)和透射电镜(TEM)结果
§6.2.2.3 电子顺磁共振(ESR)
§6.2.2.4 紫外可见光谱(UV-Vis)
§6.2.2.5 傅立叶红外光谱(FT-IR)
§6.3 对氧气液相氧化苯制苯酚反应的催化活性
§6.3.1 反应时间对反应的影响
§6.3.2 温度对反应的影响
§6.3.3 氧气压力对反应的影响
§6.4 本章小结
参考文献
第七章 用原位涂层的方法合成FePO_4╱SBA-15材料及其在双氧水一步氧化苯制苯酚反应中的催化活性
§7.1 前言
§7.2 FePO_4╱SBA-15材料的制备
§7.3 FePO_4／SBA-15材料的组成分析
§7.4 FePO_4／SBA-15材料的结构与表征
§7.4.1 粉末X-射线衍射(XRD)
§7.4.2 N_2吸附-脱附等温线(adorption-desorption)
§7.4.3 TEM结果
§7.4.4 热重-差热(TGA-DTA)结果
§7.4.5 对双氧水一步氧化苯制苯酚反应的催化活性
§7.5 结论
参考文献
第八章 多金属含氧簇合物对介孔二氧化钛的修饰作用及其光催化性能研究
§8.1 前言
§8.2 实验部分
§8.2.1 材料的制备
§8.2.1.1 介孔二氧化钛的制备
§8.2.1.2 多金属含氧簇合物的制备
§8.2.1.3 多金属含氧簇合物在载体表面的嫁接
§8.3 材料的表征与分析
§8.3.1 傅立叶红外光谱(FT-IR)
§8.3.2 粉末X-射线衍射谱图(XRD)
§8.3.3 N_2吸附-脱附(adsorption-desorption)结果
§8.4 催化活性表征
§8.5 小结
参考文献
第九章 结论
研究生期间发表论文情况
致谢
发布时间: 2005-07-18
参考文献
- [1].高稳晶态介孔分子筛的合成及催化性能研究[D]. 王志萍.青岛科技大学2017
- [2].强化介孔分子筛酸中心及水热稳定性的研究[D]. 宋科.吉林大学2009
- [3].有机官能化介孔分子筛固载金属配合物：设计、合成及催化作用[D]. 杨恒权.武汉大学2004
- [4].含钛分子筛材料：新分子筛、新合成方法及其催化性能[D]. 刘月明.华东师范大学2005
- [5].介孔分子筛催化脂肪醇乙氧基化反应[D]. 宋伟明.大连理工大学2006
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- [7].掺杂过渡金属的MCM-41介孔分子筛的制备、表征及其对CO2乙烷氧化脱氢制乙烯的研究[D]. 李亚男.吉林大学2006
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