介孔分子筛催化剂
介孔分子筛B-SBA-15催化合成油酸乙酯
介孔分子筛B-SBA-15催化合成油酸乙酯
武宝萍;王慧彦;张秋荣;许前会
【期刊名称】《淮海工学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2007(016)004
【摘要】通过间接合成法得到催化剂B-SBA-15,用XRD表征催化剂的结构.用油酸和乙醇的酯化反应评价催化剂B-SBA-15的催化性能.结果表明B-SBA-15具有介孔分子筛催化剂SBA-15的结构特征.还考察了反应条件对酯化反应的影响,得到最佳条件为:硅硼物质的量比7:100,催化剂质量为总反应物质量的1%,反应温度120 ℃,酸醇物质的量比1:2.5,反应时间5 h.
【总页数】3页(P35-37)
【作者】武宝萍;王慧彦;张秋荣;许前会
【作者单位】淮海工学院,化学工程系,江苏,连云港,222005;淮海工学院,化学工程系,江苏,连云港,222005;淮海工学院,化学工程系,江苏,连云港,222005;淮海工学院,化学工程系,江苏,连云港,222005
【正文语种】中文
【中图分类】O643.1
【相关文献】
1.铌改性SBA-15介孔分子筛催化合成油酸异丙酯 [J], 魏田升;沈健
2.介孔分子筛Nb2O5/SBA-15催化合成油酸甲酯 [J], 李春晶;沈健;张亮;王超
3.含磺酸基介孔分子筛SBA-15-SO3H催化合成油酸乙酯 [J], 韩庆玮;李会鹏;杨丽
娜;亓玉台;袁兴东
4.介孔分子筛B-SBA-15催化合成柠檬酸三丁酯 [J], 武宝萍;亓玉台;袁兴东;沈健;毕贵芹;李聪明
5.磺酸改性SBA-15介孔分子筛催化剂催化合成油酸丁酯 [J], 马慧明
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分子筛催化剂的制备与性能研究
分子筛催化剂的制备与性能研究近年来，随着工业化进程不断加快，新型催化剂的研究也越来越受到重视。
其中，分子筛催化剂因其结构独特、高度可控的孔道结构、特殊的酸碱性质等优异性能而备受关注。
本文将介绍分子筛催化剂的制备方法以及其在催化反应中的性能研究。
一、分子筛催化剂的制备方法目前，制备分子筛催化剂的方法主要有化学合成法、水热合成法、溶胶-凝胶法、模板法等。
其中，模板法是目前应用最为广泛的方法之一，其基本原理是：利用有机物模板剂在水热反应过程中形成的空旷空间，从而构建出具有孔道结构的微孔或介孔分子筛催化剂。
相较于其他制备方法，模板法的催化剂具有孔径分布均匀、孔径可控、比表面积大、孔道结构稳定等优点。
其具体制备流程如下：1. 在一定温度下，加入氢氧化钠（NaOH）等碱性物质，使溶液保持一定的碱度。
2. 溶解硅酸钠（Na2SiO3）、氢氧化铝（Al(OH)3）等源材料，制备出水热合成原液。
3. 添加有机物模板剂，如季铵盐，然后将此原液置于高压釜内进行水热反应。
4. 进行烘干、焙烧等后处理工序，最终制得分子筛催化剂。
二、分子筛催化剂的性能研究1. 孔道结构的研究孔道结构是决定分子筛催化剂性能的重要因素之一。
常见的性能测试方法有X射线衍射（XRD）、氮气吸附/脱附法等。
其中，XRD能够确定催化剂的晶体结构，而N2吸附/脱附法则可以测定催化剂的孔径、孔容、比表面积等参数。
一些研究表明，孔径≤2nm的ZSM-5型分子筛催化剂，适用于烷烃催化转化反应；孔径在2-4nm的分子筛，适用于烯烃分子重排反应；而孔径在4-10nm的分子筛，适用于脂肪酸酯催化加氢反应。
2. 催化活性的研究催化活性是衡量催化剂性能的另一个关键指标。
通常采用循环使用催化剂、反应产物分析等方法来研究催化剂的催化活性。
常用的反应类型包括：芳香烃、烷基芳香烃、芳香烃异构化、烯烃加氢等。
对于ZSM-5型分子筛催化剂，其有效反应机理为酸性环境下的“裂解-转化-重构”过程。
《分子筛催化剂》课件
分子筛催化剂在其他领域的应用拓展
能源化工领域
利用分子筛催化剂在燃料脱硫、 低碳烷烃异构化、生物质转化等 方面的应用，推动能源化工产业
的绿色化和高效化。
环境治理领域
利用分子筛催化剂进行氮氧化物还 原、挥发性有机物治理、污水处理 等方面的应用，为环境保护做出贡 献。
生物医药领域
探索分子筛催化剂在药物合成、生 物催化等方面的应用，为生物医药 产业提供新的技术支持。
献。
05
分子筛催化剂的发展趋势与展 望
Chapter
提高催化性能的新途径
优化分子筛的合成与改性
通过调整合成条件、引入功能性助剂或进行后处理改性，提高分 子筛的活性、选择性和稳定性。
纳米结构调控
利用纳米技术调控分子筛的晶型、孔径、酸性等性质，实现高效催 化。
多功能化设计
结合不同催化活性中心的协同作用，开发具有多功能性的分子筛催 化剂。
形貌分析
形貌是指催化剂的外观形状、尺寸和 表面结构等特征，形貌分析是了解催 化剂性能的重要手段。
形貌分析有助于了解催化剂的活性位 点分布、扩散性能和反应动力学等， 从而更好地优化催化剂的性能。
扫描电子显微镜（SEM）和透射电子 显微镜（TEM）是常用的形貌分析方 法，可以观察催化剂的表面形貌、粒 径分布和晶体结构等。
发展新型分研究新型分子筛结构，如拓扑结构、硅铝比、孔道排列等，以发 现具有优异性能的新型分子筛催化剂。
金属活性中心的引入
通过金属离子交换或负载金属纳米颗粒，引入金属活性中心，提高 分子筛催化剂的氧化还原性能。
复合分子筛的研发
将不同类型分子筛进行复合，实现优势互补，提高催化性能。
纳米合成方法的缺点
制备过程复杂、成本较高。
MCM一41分子筛配合物催化剂的制备及其性能
MCM一41分子筛配合物催化剂的制备及其性能系别：化学系班级：07.4专业：应用化学姓名：付娜学号：08号MCM一41分子筛配合物催化剂的制备及其性能摘要分子筛是包含具有硅铝酸盐这种骨架结构的一类物质，主要由硅铝通过氧桥连接组成空旷的骨架结构，在结构中有很多孔径均匀的孔道和排列整齐、内表面积很大的空穴。
此外还含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水。
由于水分子在加热后连续地失去，但晶体骨架结构不变，形成了许多大小相同的空腔，空腔又有许多直径相同的微孔相连，这些微小的孔穴直径大小均匀，能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来，而把比孔道大得分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子，极性程度不同的分子，沸点不同的分子，饱和程度不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称为分子筛。
目前分子筛在冶金，化工，电子，石油化工，天然气等工业中广泛使用。
分子筛对某些有机气相反应具有良好的催化作用，分子筛吸湿能力极强,用于气体的纯化处理,保存时应避免直接暴露在空气中。
存放时间较长并已经吸湿的分子筛使用前应进行再生。
对于介孔材料MCM-41是由美国科学家Kresge等人在20世纪90年代初首次采用液晶模板法合成的一类新型介孔材料。
与经典的微孔分子筛相比，该分子筛以其孔道规则、孔径分布窄、极高的比表面积(＞700m~2)以及壁厚、孔径可调、具有较高的化学稳定性和热力学稳定性而受到广泛的关注。
本文主要介绍MCM一41分子筛配合物催化剂负载型\羧基钯配合物催化剂的制备及其性能，Heck偶联反应的性能以及反应温度、溶剂和碱试剂等对催化剂性能的影响，和MCM一41介孔分子筛配合物催化剂的几种主要类型和相关性能，关键词：MCM一41分子筛；配合物；催化剂；合成；模板The MCM a 41 sieve catalyst preparation with theirperformanceABSTRACTMolecular sieve is containing silicon aluminium salts with this type of material, the framework consists mainly of silicon aluminium composed by oxygen bridge connection open framework, there are a lot of pore structure and uniform aligned concreted complete surface big hole. In addition to containing the price lower and ion radius of metal ions and combination of water. Because the water molecules in heating, but after continuously losing crystal skeleton structure, formed many of the same size as the cavity, and there are many the cavity of the same diameter, pore diameter of these small size uniform, can caities which act than the diameter of small molecule macroscopic to come in, the internal caities which act and the macroscopic bigger than molecular excluded, thus can shape the diameter size of different molecular polarity different degree of molecules, the boiling point of different molecular, saturated degree of different molecular separated, namely "screening" molecular sieve the so called. Currently in metallurgy, chemical, molecular electronic, chemical, oil and natural gas, is widely used in industry. Contrary to certain organic molecular gas should have good catalysis, molecular sieve hygroscopic skills for gas purification processing, should avoid directly exposed to air. Stored for a long time and have the sieve hygroscopic should be done before use. Mesoporous materials for MCM - 41 by scientists in the United States is such person Kresge in the early 1990s the first LCD template synthesis method of a new type of mesoporous materials. With classic microporous molecular sieve, the molecular sieve with its macroscopic rules and narrow pore size distribution, high surface area (> than 700m ~ 2) and wall thickness, aperture is adjustable, high stability and thermal and chemical stability and widespread concern. This paper mainly introduces the MCM a molecular sievecatalyst with 41 type load, carboxyl palladium catalyst preparation with its performance, substitute coupling reaction and reaction temperature, solvents and alkaline reagents to influence on the performance of the catalyst, and participating in MCM a 41 mesoporous molecular sieve catalyst complexes of several main types and related performance,Key words:The MCM - 41 sieve; Complexes ; Catalysts ; Synthesis; Template目录1 前言------------------------------------------------------------5 1.1介孔分子筛的发展------------------------------------------61.2有序介孔材料的应用研究---------------------------------------62 MCM一41介孔分子筛配合物催化剂的合成和研究-------------------72.1 MCM一41分子筛固载羧基钯(Ⅱ)配合物催化剂-----------------7 2.2MCM一41介孔分子筛基负载型配合物催化剂----------------------82.3 MCM-41分子筛固载羧基钯(Ⅱ)配合物催化剂催化Heck偶联反应-----93 以模板剂合成MCM-41分子筛---------------------------------------10 3.1以溴代十六烷基吡啶(CPBr)为模板剂-----------------------------10 3.2海泡石制备介孔分子筛MCM-41----------------------------------10-------------------------------------------------------------------- 3 结论------------------------------------------------------------11 参考文献----------------------------------------------------------------------------------------------------121前言随着分子筛合成和开发上的飞速发展，新型分子筛不断问世，使分子筛固载化的主体有了相当大的变化。
MCM-41介孔分子筛在精细有机合成非均相催化中的应用
题目MCM-41介孔分子筛在精细有机合成非均相催化中的应用作者姓名巴得儒指导教师王长青班级14级化学工程与工艺学号20142090132MCM-41介孔分子筛在精细有机合成非均相催化中的应用摘要：本文综述了近年来介孔分子筛MCM-41在精细有机合成非均相催化中的应用,特别是手性合成等领域的研究进展。
关键词MCM-41非均相催化剂精细有机合成手性合成固相化Abstract Recent researches focusing on the application of mesoporous MCM-41 to heterogeneous catalysis in the synthesis of fine chemicals are reviewed.MCM-41,with an extremely high surface area,uni-Form pores of 15—100•and mild acidity,shows great promise in catalysis of bulky molecule reactions in-volved in the synthesis of fine chemicals especially chiral compounds.Key words MCM-41; heterogeneous catalysis; fine chemical synthesis; chiral synthesis; immobi-lization在传统精细化学品生产过程中大量使用均相酸碱催化剂。
由于其存在难分离、难重复利用和腐蚀污染严重等问题,已成为制约精细化学品生产可持续发展的“瓶颈”。
因此,开发精细合成用环境友好固体酸碱催化剂已成为催化剂研制的热点领域之一。
具有大比表面积的多孔物质如:有机树脂和无机多孔沸石等作为载体的催化剂得到了巨大的发展。
但由于受这些载体本身结构和性能的限制,其在精细有机合成中的催化应用受到了束缚。
分子筛催化剂的发展及研究进展
分子筛催化剂的发展及研究进展摘要：分子筛是一种具有特定空间结构的新型催化剂，具有活性高、选择性好、稳定性和抗毒能力强等优点，因此，近几十年来它作为一种化工新材料发展的很快，应用也日益广泛。
特别是在石油的炼制和石油化工方面作为工业催化剂发挥了很重要的作用。
本文介绍了几种常见的分子筛及应用前景，并对分子筛的性能做了详尽的概述［1］。
关键词：分子筛；催化剂；应用；性能Development and research of the molecular sieve catalystAbstract：Zeolite is a new catalyst with specific spatial structure, with high activity, good selectivity, advantages, stability and antitoxic ability etc. Therefore, in recent decades, as a kind of new material chemical development soon, have been widely applied in. Especially as industrial catalysts in refining and petrochemical petroleum plays a very important role. This paper introduces the composition and application of molecular sieve, and the properties of molecular sieves as described in detail.Key words：Molecular sieve；catalyst；application；performance1.分子筛的发展现状所谓分子筛催化剂，就是将气体或液体混合物分子按照不同的分子特性彼此分离开的一类物质，实际上是一些具有实际工业价值且具有分子筛作用的沸石分子筛，构成沸石分子筛基本结构特征主要是硅氧四面体和铝氧四面体，这些四面体交错排列形成空间网状结构，存在大量空穴，在这些空穴内分布着可移动的水分和阳离子。
介孔分子筛Nb2O5／SBA-15催化合成油酸甲酯
辽
宁
石
油
化
工
大
学
学
报
Ｖｏ． ８ Ｎ ． １２ ｏ ４
２０ ０ ８年 １ Ｊ ＵＲ Ｌ Ｏ Ｉ ２月 Ｏ ＮＡ Ｆ Ｌ ＡＯＮＩ Ｇ ＵＮ ＶＥ Ｉ Ｅ ＲＯ Ｅ Ｎ Ｉ ＲＳＴＹ ＯＦ Ｐ Ｔ Ｌ ＵＭ ＆ Ｃ ＭＩ ＡＬ ＴＥ ＨＥ Ｃ ＣＨＮ Ｏ Ｄ ｃ ０ ８ ０Ｌ ＧＹ ｅ ．２ ０
： ， 应 温 度 １ ０。 ， 应 时 间 ４ ｈ 催 化 剂 用量 为原 料 总 质 量 的 ９ １ 。Ｎｂ Ｏ ／ Ｂ １反 ６ Ｃ 反 ， ．０ ２ Ｓ Ａ一 １ ５催 化 剂 具 有 较 好 的 稳 定
使 用 性 ， 一种 合 成 油 酸 甲 酯 的 理 想 固体 酸 催 化 剂 。 是 关 键 词 ： 油 酸 甲 酯 ； 介 孔 分 子 筛 ； Ｎｂ Ｏ５ Ｓ ２ ／ ＢＡ一 １ ； 酯 化 反 应 ５
（ ｌｉ ｃ ｄ 一 ２：１，ｅ ｃ ｉ ｎ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ６ 。 ， ｅ ｃ ｉ ｎ ｔｍｅ ４ ｈ， ａ ｉ ｆ ｃ ｔ ｌ ｓ Ｏ ｒ ａ ｔ ｎ ９ １ ． Ｂ ｔｅ ｅ ｓ ｂ ｌ ｙ ｏ ｏ ｅｃａ ｉ ） ｒ ａ ｔｏ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ １ ０ Ｃ ｒ ａ ｔ ｉ ｒ ｔ ｏ ａ ａｙ ｔ ｔ ｅ ｃ ｉ ． ０ ｏ ｏ ｏ ｅｔｒｒ ｕ ｅａ ｉｔ ｆ ｉ
Ｆｕ ｈ ｎ Ｌｉ ｏ ｉ ｇ １ ３ ０ 。Ｐ． ‘ ｉ ａ ｓｕ ａ ｎｎ １ ０ １ Ｒ． Ｃｈ ｎ ）
Ｒｅ ｅ ｖ ｄ ３Ｍ ａ ０ ８；ｒ ｖ ｓ ｄ ２ ｎ ０ ８ ｃ ｅ ｔ ｄ ２ Ｓ ｐ ｅ ｅ ０ ８ ｃｉｅ ｙ ２ ０ ｅ ｉｅ ９ Ｊｕ ｅ２ ０ ；ａ ｃ ｐ ｅ ｅ ｔ ｍｂ ｒ ２ ０
05第05章分子筛催化剂及其催化作用
05第05章分子筛催化剂及其催化作用分子筛催化剂是一种种类特殊的催化剂，它具有高度有序的孔道结构和表面活性位点，能够高效催化各种化学反应。
分子筛催化剂在石油化工、化学制品合成和环境保护等领域有广泛的应用。
本章将介绍分子筛催化剂的结构特点及其在催化反应中所起的作用。
分子筛催化剂是由硅氧骨架结构组成的晶体，具有高度有序的孔道结构。
这些孔道可以用于储存各种分子，且具有大小、形状和极性等方面的选择性。
此外，分子筛催化剂具有丰富的表面活性位点，可以提供化学反应所需的能量。
根据孔道结构的不同，分子筛催化剂可以分为三类：分子筛骨架型催化剂、介孔分子筛催化剂和中孔分子筛催化剂。
分子筛骨架型催化剂是最早应用的一种分子筛催化剂，它具有较小的孔径，通常在0.4-0.8纳米之间，可用于吸附和分离小分子、催化气相反应等。
介孔分子筛催化剂具有较大的孔径，可达到几纳米到几十纳米，可应用于催化液相反应、吸附大分子等。
中孔分子筛催化剂具有介于分子筛骨架型催化剂和介孔分子筛催化剂之间的孔径大小，具有较大的比表面积和较高的稳定性。
分子筛催化剂的催化作用主要体现在两个方面：吸附作用和活性作用。
首先，分子筛催化剂具有很高的吸附能力，可以吸附在其孔道内的物质，使反应物在催化剂表面得到定向吸附，从而提高反应的选择性。
其次，分子筛催化剂表面的活性位点具有较高的能垒，可以提供催化反应所需的能量，降低反应的活化能，从而促进反应的发生。
此外，分子筛催化剂还具有较高的热稳定性和机械强度，可用于高温和高压条件下的催化反应。
分子筛催化剂在许多催化反应中都有重要的应用。
例如，分子筛骨架型催化剂可用于乙烯和甲醇的合成反应，以及苯和丙烯的环化反应。
介孔分子筛催化剂可用于催化液相氧化反应，例如苯酚的氧化和脂肪醇的部分氧化。
中孔分子筛催化剂可用于催化液相裂解反应，例如脂肪酸的裂解和生物质的转化。
总之，分子筛催化剂是一种具有高度有序孔道结构和表面活性位点的催化剂。
它能够高效催化各种化学反应，提高反应的选择性和活性。
分子筛催化剂及其催化作用
分子筛催化剂及其催化作用分子筛催化剂是一种特殊的多孔材料，具有大量的微孔和介孔结构。
它由无机氧化物或有机聚合物通过水热合成或溶胶凝胶法得到。
分子筛催化剂通常用于催化汽车尾气净化、石油炼制以及化工生产等领域。
本文将详细介绍分子筛催化剂的种类和催化作用。
首先，根据中心原子的类型，分子筛催化剂可以分为铝硅分子筛、钛硅分子筛、锡硅分子筛、锗硅分子筛等。
其中，铝硅分子筛是最常见的一种，由氧化铝和硅酸盐结合而成。
铝硅分子筛具有很高的比表面积和孔容，可以提供丰富的催化活性点和通道结构，因此被广泛用于催化剂制备领域。
根据孔道尺寸和形状的不同，分子筛催化剂可以分为分子筛A、分子筛X、分子筛Y、ZSM-5等。
分子筛A是一种六方晶系的微孔催化剂，具有较大的孔道直径（约为0.4纳米），广泛应用于干燥、脱水和分离等工艺。
分子筛X和Y是两种多孔晶体，具有较小的孔道直径（约为0.9纳米），可以用作干燥剂、吸附剂和催化剂。
ZSM-5是一种高硅铝比的中孔分子筛，具有较窄的孔道直径（约为0.5纳米），广泛用于催化裂化、异构化和芳烃转化等反应。
分子筛催化剂主要通过吸附作用和酸碱性质来催化化学反应。
吸附作用是指分子筛催化剂表面对反应物分子的吸附能力。
由于分子筛催化剂具有大量的微孔和介孔结构，可以吸附大量的反应物分子，增加反应物分子与催化剂表面的接触面积，从而提高反应速率。
另外，分子筛催化剂还具有特殊的酸碱性质。
酸性分子筛催化剂通常由酸性中心原子如铝或硅构成，可以吸附碱性分子，使其发生化学反应。
碱性分子筛催化剂则是由碱性中心原子如锡、钠等构成，可以吸附酸性分子，促进其发生反应。
酸性和碱性的反应通常发生在分子筛催化剂表面的活性点上，例如孔道入口、酸性和碱性中心等位置。
分子筛催化剂具有广泛的应用领域。
在汽车尾气净化中，铝硅分子筛可以去除尾气中的氮氧化物和碳氢化合物，减少空气污染。
在石油炼制中，ZSM-5可以将碳氢化合物转化为高附加值的烃类产品，提高能源利用效率。
介孔分子筛催化剂解读ppt课件
➢ 用可生物降解的非离子表面活性剂为模板剂，在中性条件下， 合成了 MSU
➢ HMS 代表 Hexagonal Mesoporous Silica（六方介孔氧化 硅）
➢ MSU 代表 Michigan State University material（密歇根州
立大学材料）
➢ 20世纪50年代，沸石的人工合成工业化
➢ 20世纪60年代，第一代分子筛催化剂
微
A型、X型、Y型、M型
孔
分
➢ 20世纪70年代，第二代分子筛催化剂
子
以ZSM-5为代表的高硅、三维交叉直孔道的新结构分子筛 筛
➢ 20世纪80年代，第三代分子筛催化剂
磷酸铝（AlPO4）系分子筛 钛硅（TS）分子筛
2024/7/11
将Ti, Zr,
➢ 杂原子的氧化-还原能力 氧化-还原催化反应活性中心 稳定性的变化、亲疏水性质的变化、以及催化活性的
变化等等
➢ 硅系材料可于用催化，分离提纯，药物包埋缓释，气体传感 等领域
2024/7/11
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火 灾 袭 来 时 要迅速 疏散逃 生，不 可蜂拥 而出或 留恋财 物，要 当机立 断，披 上浸湿 的衣服 或裹上 湿毛毯 、湿被 褥勇敢 地冲出 去
➢ 用不同尺寸的表面活性剂分子作为模板剂 ➢ 孔道的尺寸可在1.5-10nm之间变化
2024/7/11
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火 灾 袭 来 时 要迅速 疏散逃 生，不 可蜂拥 而出或 留恋财 物，要 当机立 断，披 上浸湿 的衣服 或裹上 湿毛毯 、湿被 褥勇敢 地冲出 去
MCM-41
• containing three or more low angle peaks (below 10° 2θ)
含钨SBA-15介孔分子筛催化剂的表面酸性和羟基分布
（ 京 化 工 大 学 化 工 资 源 有 效利 用 重 点 实验 室 ， 京 １ ０ ２ ） 北 北 ０ ０９
摘要 ： 别 以浸 渍 法 和水 热 晶 化法 制 备 了 Ｓ Ａ １ 介 孔 分 子筛 孑 中插 入 氧 化 钨 和 碳 化 钨 的催 化剂 ， 分 Ｂ ５ Ｌ 采用 ＮＨ 一 Ｄ测 定 了 表 面 ＴＰ 酸性 和总 酸 量 ， 采 用 Ｆ Ｒ研 究 了 它们 的 表 面羟 基 分 布 情 况 ．Ｎ Ｔ Ｄ 结 果 表 明 ， 渍 法 制 备 的 含 氧 化 钨 的 Ｓ Ａ １ 并 ＴＩ Ｈ 一Ｐ 浸 Ｂ 一５介 孑 Ｌ 分子 筛 催 化 剂 表 面 只 有 Ｓ Ａ １ 介 孔 分 子 筛 的 弱 酸 位 ， 含 碳 化 钨 的 Ｓ Ａ １ Ｂ 一５ 而 Ｂ 一５介 孔 分 子 筛 催 化 剂 表 面 还 出 现 了 Ｗ， 的 强 酸 Ｃ 位 ．水 热 晶化 法 制 备 的含 氧 化 钨 的 Ｓ Ａ １ Ｂ ５介孔 分子 筛催 化剂 表 面 Ｓ Ａ １ Ｂ 一５介 孔 分 子 筛 的弱 酸 位 随 ｗ 含 量 的增 大 略 有 增 强 ， ｗ 含 量 较 高 时 还 出现 了钨 物 种 的 强 酸 位 ； 碳 化 钨 的 Ｓ Ａ ｌ 含 Ｂ —５介 孔 分 子 筛 催 化 剂 表 面 除 了 Ｓ Ａ １ Ｂ 一５介 孔 分 子 筛 的 弱 酸 位 外 ， ｗ 含量 较 低 时 有 Ｗ２ 的强 酸 位 ， 含量 较 高 时有 Ｗ Ｃ ｗ Ｃ和 Ｗ Ｃ两 种 强 酸 位 ．傅 里 叶 变换 红 外 光 谱 结 果 表 明 ， 渍 法 和 水 热 晶 浸 化法 制 备 的 含 氧 化钨 和 碳 化 钨 的 Ｓ Ａ １ Ｂ 一５介孔 分子 筛 催 化 剂 除 表 面 自 由硅 羟 基 外 ， 存 在 着 ａ Ｂ ７三 种 不 同 类 型 的 氢 键 羟 还 ， 和
介孔分子筛P-SBA-1催化合成柠檬酸三丁酯
及催化剂的重复使用性能。结 果表 明 ＰＳ Ａ １ —Ｂ 一 催化合成柠檬 酸三丁酯 的最佳条件 为 ： 反应 温度 １０ｏ 酸醇 ４ Ｃ， 摩尔 比 １６ 催化 剂用量为反应物总质量 的 １５ ， ：， ． ％ 反应时 问 ５ 。催化剂 ＰＳ Ａ １ ｈ －Ｂ ・ 重复使用性 能 良好 。 关键词 ： 介孔分子筛 ； 柠檬 酸三丁酯 ；Ｂ 一 ； Ｓ Ａ １催化 ； 酯化反应
ｆｕ ｄ ｔ ｏｌｗ ｈ ｅ ｕ ｎ ｅ：Ｈ２ Ｏ４＞ Ｓ Ａ一 ｏ ｎ ｏ ｆ ｌ ｏ ｔｅ ｓｑ ｅ ｃ Ｓ Ｂ １＞ ＨＹ ＞ Ｚ Ｍ－ ． ｈ ｒ— ｕ ｌ ｃｔ ｔ ａ ｒ ｐ ｅ ｓｎ — Ｂ ｌ ｓ ｏｉ ｃｄ Ｓ ５ Ｔ ｅ ｔ ｂ ｔ ｉ ａ ｅ ｗ ｓ ｐ ｅ ａ ｄ ｕ ｉ ｇ Ｐ Ｓ Ａ－ ａ ｓ ｌ ａ ｉ ｉ ｙ ｒ ｒ ｄ ｃ ｔ ｙ ｔ １ｅ ｅ ｅ ｔ ｏ ｍｏ ｎ ｆｃ ｔ ｙ ｔ ｃ ｄ ａｃ ｈ ｌ ］ ａｉ ｒ ａ ｔ ｎ ｔ ｍ ｅａ ｕ ｅ ａ ｄ ｒａ ｔ ｎ ｔ ｅ ｅ ｉ ｖ ｓ ｇ ｔｄ １ｅ ａａ ｓ．１ｈ ｆ ｃｓ ｆａ ｕ ｔ ａａ ｓ ，ａ ｉ ／ ｏ ｏ ａ ｒ ｔ ｌ ｏ ｌ ｌ ｍｏｒ ｏ， ｅ ｃｉ ｅ ｐ ｒｔ ｒ ｎ ｅ ｃｉ ｍｅ ｗ ｒ ｅ ｔ ａｅ ．１ １ ｏ ｏ ｉ ｎ ｉ
ｅ ｔｒ ｅ ｔ ｎ ｒ ａ ｔ ｎ ｏ ｉ ｉ ａ ｉ．Ｆ ｏ ｔｅ ｒ ｓ ｌ ，ｉ Ｗ ｌ ａ ａ ｈ ｃｉｉ ｆ ｈ ａａｙ ｔ ｆ ｒ ｓｅ ｉ ｃ ｔ ｎ ｏ ｉ ｃ ａ ｉ ａ ｓ ｉ ａｉ ｅ ｃｉ ｆ ｔ ｃ ｃｄ ｒ ｍ ｅ ｕ ｔ ｔ ａ ｃｅ ｔ ｔ ｅ ａ ｔ ｔ ｏ ｅｃ ｔｌ ｓ ｏ ｔｒ ａ ｉ ｆ ｔ ｃｄ ｗ ｓ ｅｆ ｉ ｏ ｏ ｃｒ ｈ ｓ ｓ ｒ ｈ ｔ ｖｙ ｔ ｓ ｅ ｉ ｆ ｏ ｃｒ ｉ
介孔分子筛P-SBA-3催化合成月桂酸乙酯
称 取一 定量 的 月桂 酸 和 乙醇 ， 处 理 好 的月 将 桂 酸加 入 乙醇 中 ， 水 浴 微 热 ， 酸 完 全溶 解 ； 用 使 测
定其 ｐ Ｈ值 ， 再加 入一定 量 的 Ｐ—Ｓ Ａ 一 Ｂ ３催化 剂 ， 并将 混合 溶 液加 入 三 口烧瓶 中 ； 磁 力搅 拌 器 搅 用 拌 和油浴 加 热 ， 行月桂 酸 和 乙醇 的酯化 反应 ， 进 按
加入 带 聚 四氟 乙 烯 衬 钢 罐 中 ， １０ ｏ 水 热 反 在 ０ Ｃ下
呈 明显上 升趋 势 ； 当磷 硅摩 尔 比达 ８ １０时 ， ：０ 催化
收稿 日期 ：０ ９－５ １。 ２ ０ － — ８ ０ 作者简介 ： 肖雅， 淮海工学 院在读本科生 ， 业方 向为 催化剂 专 的合成及应用。
摘
要
采用 Ｈ Ｐ 对介孔分子筛 Ｓ Ａ一 ，Ｏ Ｂ ３进行改性 ， 制得介孑 分子筛Ｐ—Ｓ Ａ一 并将其 用 Ｌ Ｂ ３，
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 ： 孔 分 子 筛 Ｐ—Ｓ Ａ 一 介 Ｂ ３催 化 剂 用 量 （ 原 以
设定 的反 应 条件定 时从 瓶 中取样 并进 行 分析 。
２ 结果 与讨 论
２ １ 催 化剂 磷硅 摩尔 比对 酯化 反应 的 影响 ． 在反 应 温度８ ０℃ 、 醇摩 尔 比 １ ４ 催化 剂用 酸 ：、 量 为原料 总 质量 的 ｌ 、 应 时 间 ５ ｈ条 件 下 ， ％ 反 考
果见 表 １ 。从 表 １可 看 出 ， 始 时 磷 的负 载 量 较 开
酞菁铜／介孔分子筛复合催化剂催化氧化巯基乙醇的研究
率高于 Ｃ ｕ Ｐ ｃ ／ ＭＣ Ｍ一 ４ １ ； 随着 温 度 的 升高 ， Ｃ ｕ Ｐ ｃ ／ Ｓ Ｂ Ａ一１ ５对 巯 基 乙 醇 的转 化 率 逐 渐增 大 ， 并 计 算 了
Ｃ ｕ Ｐ ｃ ／ Ｓ Ｂ Ａ一 １ ５催 化 反 应 在 ２ ５ ℃ 时 的活 化 能 Ｅ 。 为３ ０ ． ５ ０ ｋ Ｊ ／ ｏｏ ｔ ｌ 。 关键词 ： 酞菁铜 介孑 Ｌ 分子筛 催化氧化 巯基 乙 醇
中 图分 类 号 ：Ｘ ５ １ ２ ； Ｔ Ｑ ２ ０ ３ ． ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ６— ７ ９ ０ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １— ０ ０ ０ １— ０ ４
Ｃａ ｔ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｏ ｘ ｉ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍｅ ｒ ｃ ａ ｐｔ ｏ ｅ ｔ ｈａ ｎｏ ｌ ｂ ｙ ｍｅ ｓ ｏ ｐｏ ｒ ｏ ｕ ｓ ｍｏ ｌ ｅ ｃ ｕｌ ａ ｒ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：０ 【 一 Ｏｃ ｔ ｏ — ｉ ｓ ｏ ｐ ｅ ｎ ｔ ｙ ｌ ｏ ｘ ｙ ｐ ｈ ｔ ｈ ａ ｌ ｏ ｃ ｙ ａ ｎ ｉ ｎ ｅ ｃ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ ｉ ｓ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｓ Ｂ Ａ一 １ ５ ａ ｎ ｄ ＭＣ Ｍ－ ４ １ ｍｅ ｓ ｏ ｐ ｏ ｒ ｏ ｕ ｓ ｍｏ ｌ ｅ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ ｓ ｉ ｅ ｖ ｅ ｓ ｂ ｙ ｉ ｍｐ ｒ ｅ ｇ —
酞菁 铜／ 介 孔 分 子 筛 复 合 催 化 剂 催 化 氧 化 巯 基 乙 醇 的 研 究 ： ｌ ：
陈 伟， 庞 美玲 ， 单秋 杰 ， 郭 晶
（ 齐齐哈尔大学化学与化学工程学 院 ， 黑龙江齐齐哈尔 １ ６１ ０ ０ ６ ）
摘要： 采 用 浸 渍 法 将 一八 一（ 异戊氧基 ） 酞菁铜分别负载在 Ｓ Ｂ Ａ 一１ ５和 Ｍ Ｃ Ｍ 一４ １ 介孑 Ｌ 分子筛上 ，
分子筛催化剂的制备与性能调节方法
分子筛催化剂的制备与性能调节方法分子筛催化剂是一种广泛应用于化学工业中的重要催化材料。
它具有高活性、高选择性和高稳定性等优点，被广泛用于石油加工、有机合成和环境保护等领域。
本文将从分子筛催化剂的制备方法和性能调节方法两个方面，探讨其制备与应用的相关技术。
分子筛催化剂的制备方法多种多样，常见的有水热法、溶胶-凝胶法、离子交换法等。
水热法是制备分子筛的常见方法之一。
它通过将反应物在高温、高压的条件下与水溶剂反应，形成具有结晶性质的晶体。
这种方法可以控制分子筛的晶型、晶粒大小和孔道结构，以及控制其催化性能。
溶胶-凝胶法是一种利用某种溶液在凝胶状态下保持各成分的分散状态的制备方法。
这种方法可以制备出均匀分布的分子筛催化剂，并且可以调控其孔道结构和晶粒尺寸。
离子交换法是一种利用分子筛的离子交换性能进行制备的方法。
通过将分子筛与某种溶液接触，分子筛中的阳离子被置换成异位阳离子，从而改变分子筛的性质。
这种方法适用于制备具有不同酸碱性的分子筛催化剂。
除了制备方法外，性能调节也是关键的一步。
分子筛催化剂的性能取决于其晶型、晶粒大小、孔道结构和酸碱性等因素。
晶型的选择会影响催化剂的催化活性和选择性。
例如，ZSM-5型分子筛具有较大的微孔和催化剂活性中心，适用于烷烃异构化和芳烃分子间重排反应。
而β型分子筛则具有较大的介孔和孔道结构，适用于液相催化反应。
晶粒大小对催化剂的稳定性和选择性也有重要影响。
较小的晶粒可以提高催化剂的稳定性和抗积碳性能。
孔道结构的调节可以改变催化剂的反应动力学，进而影响催化剂的活性和选择性。
通过调节分子筛的孔道结构可以实现对特定反应的调控。
酸碱性是催化剂活性和选择性的关键指标之一。
通过在制备过程中添加酸碱物质，可以调节分子筛催化剂的酸碱性。
例如，添加酸性物质可以增加酸中心数目，从而提高催化剂的酸性活性。
总结来说，分子筛催化剂的制备和性能调节方法多种多样。
通过选择合适的制备方法和调节性能参数，可以实现对分子筛催化剂的定制制备和调控。
SBA-15(16)介孔分子筛的功能化修饰及其在多相催化中的应用共3篇
SBA-15（16）介孔分子筛的功能化修饰及其在多相催化中的应用共3篇SBA-15（16）介孔分子筛的功能化修饰及其在多相催化中的应用1SBA-15（16）介孔分子筛的功能化修饰及其在多相催化中的应用近年来，介孔分子筛作为一种新型催化剂广泛应用于多相催化反应中。
其中，SBA-15（16）介孔分子筛因其狭窄的孔道和高度有序的介孔结构，能够提高反应的选择性和活性，受到了广泛的关注。
但是，纯的SBA-15（16）介孔分子筛在一些催化反应中的应用还存在着一些局限性，比如其表面存在的硅氧键易受到水分子的攻击等问题。
为了解决这些问题，SBA-15（16）介孔分子筛的功能化修饰成为了当前研究的热点之一。
SBA-15（16）介孔分子筛的功能化修饰主要包括有机修饰和无机修饰两种方式。
其中，有机修饰主要是通过将含有活性基团的有机化合物与SBA-15（16）介孔分子筛表面的硅氧键反应，实现对其表面进行功能化改性。
无机修饰则是通过改变硅源和模板剂的种类和用量等条件，控制介孔分子筛的孔径大小和孔道结构等方面的性质。
有机修饰的功能化修饰方式具有灵活性高、适用范围广、对催化性能的影响较大等优点，因此被广泛应用于多相催化领域。
比如，通过在SBA-15（16）介孔分子筛表面引入羧基、烷基、烯基等功能基团，可以大大提高SBA-15（16）介孔分子筛的亲水性和稳定性，从而提高其催化效率和循环使用性能。
同时，有机修饰也可以实现对SBA-15（16）介孔分子筛表面孔道结构的调控，从而实现对反应产物的选择性和活性的优化。
无机修饰的功能化修饰方式则更多地是通过改变硅源和模板剂的种类和用量等条件来实现对SBA-15（16）介孔分子筛的修饰。
改变硅源的种类可以实现对SBA-15（16）介孔分子筛骨架的改变，从而实现对催化性能的优化；而改变模板剂的种类和用量则可以控制SBA-15（16）介孔分子筛内部孔径大小、孔道结构和表面含量等方面的性质。
比如，通过使用氢氧化钠（NaOH）作为模板剂，可以制备出孔径较大的介孔分子筛，并且能够对其孔道结构进行调控；而通过使用十二烷基三甲基溴化铵（CTAB）作为模板剂，则可以实现对介孔分子筛表面的修饰。
介孔分子筛催化剂应用研究进展
连续调节 ， 具有高的比表面积和较好 的热稳定及水 热 稳定 性 ， 而将 分 子 筛 的规 则 孑 径从 微 孔 范 围拓 从 Ｌ
展 到介 孔 领域 ， 这对 于 在 沸 石 分 子 筛 中难 以 完 成 的 大 分子 催 化 、 吸附与分 离等 过 程 ， 疑展示 了广 阔的 无 应 用前 景 。 ＫＴ （ ｏ ａＡ ｖｎｅ ｎｔｕｅｏ ｃｅｃ ｎ Ｉ Ｋ ｒ ｄａｃｄ Ｉｓｔｔ ｆＳｉ ｅ ａｄ ｅ ｉ ｎ Ｔｃｎｌｇ ） Ｒ ｏ ＿ 合 成 的一 种 结构 无 序 的介 ｅｈ ｏ ｙ 是 ｙｏ等 ４ ｏ
具 有精 细孔 道 结 构 的新型 材料 是材 料 科学 研 究 的一 个重 要 前沿 领 域 ， 对工 业 发展具 有 巨大 的推动 作用 。
根据 国际纯 粹 与 应 用 化 学 协会 （Ｕ Ａ 的定 义 … ， Ｉ Ｐ Ｃ）
的结 构特 征 、 吸附行 为及金 属 离子 的掺 杂性能 ， 目前 Ｆ Ｍ 多 用 作催化剂 的载 体 。 Ｓ
河 南 化 工（ ） 下
Ｈ ＥＮＡＮ ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬ ＮＤＵＳ Ｉ ＴＲＹ
・３ ・
综述 与述 评 ・
介 孔 分 子 筛 催 化 剂 应 用 研 究 进 展
郭宝聚 刘传宾 ，
（． １ 青州 市高校毕业生就业指导服务 中心 ，山东 青州 ２２０ ； ． ６ ５０ ２ 中化 弘润石油化工有限公司 ，山东 青州 ２２１ ６５ ３）
孔 氧化 硅 材料 ， ＭＣ 一 １介 孔 分子 筛相 比 ， 有 与 Ｍ ４ 具
１ 种见 分筛 几常的 子
Ｆ Ｍ（ ０ｄ ｄ ｅｔ ｍｅｏ ｏ ｓｍ ｔ ｉ ） 一 种 Ｓ Ｆ ｌｅ ｈ ｅ ｓｐｍｕ ａｅ ａ 是 ｓ ｒ１
V—MCM-41介孔分子筛的合成与催化性能
２０ ０ ８年 １ ２月
化 学反 应 工 程 与 工艺
Ｃｈ ｍｉａ ａ ｔ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｅ ｃ ｌＲｅ ｃ ｉ ｇｎ ｅ ｉ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｎ
Ｖｏｌ２４．Ｎ Ｏ ６
Ｄｅ ． ２ ８ ｃ ００
苯 甲醛 收 率 为 ８ ７ 。 ．
关 键 词 ： 甲 苯 ；苯 甲醛 ；介 孔 分 子筛 ；选 择 性 氧化 中图 分 类 号 ： Ｔ ４ ６ ６ Ｑ ２ ． 文献 标 识 码 ： Ａ
苯 甲醛 作为化 工生 产 的重 要 中间体 和基本 原料 ，在 食 品、医药和 日用化 工等 领域 中有着广 泛的应
果 表 明 ，骨架 中 的钒 是 甲 苯 选择 性 氧 化 生 成 苯 甲醛 的 活性 中 心 ，钒 进 入 骨 架 中 的 量 与 硅 钒 物 质 的 量 比 有
关 ， 当硅 钒 比 为 ３ Ｏ时 ，进 入 骨 架 的钒 最 多 ，且 在 甲苯 选 择 性 氧 化 反 应 中对 苯 甲 醛 选 择 性 最 高 。 以硅 钒 比
文 章编 号 ： ０ １ ７ ３ （０ ８ ６ ４ ８ ０ １ ０ － ６ １ ２ ０ ）０ —０ ８ － ５
Ｖ ＭＣ ４ — Ｍ－１介 孔分 子 筛 的合成 与 催化 性 能
刘 文 明 樊 春玲 陈 昭萍 姚 林
（ 昌大 学 应 用 化 学研 究 所 ，江 西 南 昌 ３ ０ ３ ） 南 ３０ １
用 。现在工 业采用 的 甲苯氯化 水解 法 制 备 的苯 甲醛 产 品中含 有 氯 ，在一 定 程 度 上 限制 了苯 甲醛 在香
料 、医药 和食 品等行业 中的应 用 ，而 甲苯气相 氧化制苯 甲醛具 有工艺 简单 、易于 自动化 操作 和原 料便 宜等优点 ，且对 环境污 染小 ，原子 利用 率高 ，是一种绿 色环保 工艺 ，国 内外 对该 方法进 行 了大量 的研 究 ［ 。 目前 研究表 明 ，以钒 为催化 剂存 在选择 性 高 （０ ） 而 甲苯转化 率 低 （ ） 或者 甲苯 转化 １ ］ ９ ５ 率较高 （０ ）而选择 性却不 高 （ ０ ）的 问题 ］ ５ ｉ ，因此 研究 开发 高转 化 率 和高 选 择性 催化 剂 是 甲 苯选择性 氧化制 苯 甲醛 的关键 。Ｍ４ Ｓ系列硅基 介孔 分子筛 是美 国 Ｍｏ ｉ公 司于 ｌ ９ １ ｂｌ ９ ２年首 次合 成 的， 由于具有 骨架结 构稳定 、孑 道 排列规则有序和孑 径分布窄等优点备受关 注。ＭＣ ４ 是 Ｍ４ Ｓ族 中的典 Ｌ Ｌ Ｍ－ １ １ 型代表 ，但 纯硅 ＭＣ ４ 介 孔分 子筛离 子交换 能力小 ，酸含量 及酸强 度低 ，而且 不具备 催化 氧化 的能 Ｍ－１ 力 ，于是人们 常在 ＭＣ ４ 介 孔分 子 筛 中引入 金 属杂 原 子 来 改善 其 催 化 性 能 ，提 高其 水 热稳 定 性 ， Ｍ一 １ 从而 扩大其在催 化领 域 中的应用 ［ 。钒作 为 活性 组分 被 引 入 ＭＣ ４ ６ ］ Ｍ一 １介孔 分 子 筛作 为催化 剂 已被 应用 于 甲烷 、环 己烷 选择性 氧化 反应 等体 系 中 ，但 常规 制备 方 法合 成 的 Ｖ— Ｍ一１介 孔分 子筛 骨架 ＭＣ ４ 中的钒含量低 、易水 解 ，影响其 催化 氧化性 能 Ｌ 。本研究 采用 三 乙醇胺络合 物法ｎ ｇ 制备 了硅 与钒 比 不 同的 Ｖ ＭＣ ４ 介孑 分子 筛催 化剂 ，并研究 其在 甲苯气相催 化 氧化制苯 甲醛 反应 中的催 化性能 。 － Ｍ－１ Ｌ
中孔(介孔)分子筛的结构特点及催化作用
3
中孔分子筛的分类
1、按骨架组成分类：按照骨架组成的不同，中孔分 子筛可以分为纯硅中孔分子筛、杂原子中孔分子筛、 磷酸盐型中孔分予筛、金属氧化物中孔分子筛、纯 金属中孔分子筛、非氧化物骨架中孔分子筛等。 2、按物相结构分类：按照物相结构的不同，中孔分 子筛又可以分为六角相、立方相、层状相等。
4
结构特点
5
结构特点
MCM-41和MCM-48孔道结构示意图
6
催化作用
目前对中孔分子筛的应用开发研究主要集中在对 MCM-41 的改性产物和MCM-48 的催化应用研究。
中孔分子筛酸催化性能
何农跃等将Fe(ш)离子引人MCM-41中得到Fe-MCM-41 催化剂，用于催化苯的苄基化反应，在60℃下反应2h， 转化率达到92%。 Al-MCM-41 的温和酸性适合于长链烷烃的异构化和裂 解反应。Al-MCM-41催化裂解反应的活性要比Y 沸石 和FCC( fluid cracking catalyst) 催化剂好，特别是裂解1, 3, 5-三异丙基苯。
7
催化作用
中孔分子筛碱催化性能 Kloetstra 等报道，将Na+ 和Cs+ 引入MCM-41骨架中 制得Na-MCM-41和Cs-MCM-41碱性分子筛，对苯甲 醛和氰基乙酸乙酯的Knoevenagel 缩合反应有很好的 活性和选择性。
8
催化作用
中孔分子筛氧化还原性能
将Ti引入MCM-48骨架中，制得Ti-MCM-48催化剂， α-二十碳醇氧化为α-二十碳酸的催化活性很高。类 似地将Zr、Cu、Mo、Co等引入MCM-48中也有很高 的催化氧化活性。类似地将zr、Cu、Mo、Co等引入 MCM-48中也有很高的催化氧化活性。
中孔（介孔）分子筛的结构 特点及催化作用
SBA—15介孔分子筛的改性及其催化性能研究_毕业设计论文
MCM-48
长链烷基二甲基铵、双子表面活性剂
TEOS、无定形二氧化硅
2-5
Ia3d
有序立方三维孔道
SBA
SBA-15
三嵌段共聚物(P123)
TEOS
P6mm
有序六方二维孔道
SBA-16
三嵌段共聚物(P127)
TEOS
4-30
P6mm
无序二维孔道结
HMS
HMS
长链伯胺
TEOS
2-10
P6mm
蠕虫状的孔道结构
本科毕业设计（论文）
题目
SBA-15介孔分子筛的改性及
其催化性能研究
学生姓名
学号
院（系）
专业
化学工程与工艺
指导教师
时间
2013年6月8日
摘要
介孔分子筛SBA-15具有较高比表面积、规则孔道结构及孔径易于控制、热稳定性和水热稳定性较好、表面易官能化等特点，在催化化学和吸附分离等领域有广阔的应用前景。当前，介孔分子筛的发展重点是催化方面的应用。运用恰当的修饰剂与适宜的修饰方法，对其进行功能化修饰是提高其催化性能的有效方法。
正是因为介孔材料的这些优良结构特性，使其被广泛应用在催化、吸附和分离、生物医学、化学传感器、环境保护和纳米材料合成等方面。
1.1.1
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Lattice Image of TEM
2016/1/5 16
MCM-48
立方孔道结构(Ia3d)
2016/1/5
17
MCM-48
• The X-ray diffraction pattern consists of several peaks that can be assigned to the
2016/1/5
M41S系列介孔材料结构简图
13
MCM-41
MCM-41属于六方相
含有规则的二维孔道阵列
Possible
Structure
用不同尺寸的表面活性剂分子作为模板剂 孔道的尺寸可在1.5-10nm之间变化
2016/1/5 14
MCM-41
• containing three or more low angle peaks (below 10° 2θ)
MSU 代表 Michigan State University material（密歇根州 立大学材料）
2016/1/5 21
The SBA family
霍启升用双子铵类双亲性物质为模板剂在强酸性体系中合成 出SBA-1，SBA-2, SBA-3 hexagonal unit cell（六方单位晶胞）
2016/1/5 10
介孔分子筛结构特点
它具有以下结构特点及优点
较大的比表面积和孔体积
从一维到三维的高度有序的孔径分布均匀的孔道结构 稳定的骨架结构 均一的且在纳米尺寸上连续可调的孔径 可控的形貌，如膜，片、球等
可以在其骨架结构中引入活性中心，以提高它的催化活 性
缺点是它的孔壁一般是无定形的，酸性也不如晶体 骨架沸石分子筛强
20世纪80年代，第三代分子筛催化剂
磷酸铝（AlPO4）系分子筛 钛硅（TS）分子筛
2016/1/5 6
20世纪90年代，中（介）孔分子筛
M41S（MCM-41、MCM-48等）介孔分子筛
具有规整有序的孔道结构 比表面积大 孔径可以在1.5～10nm之间可调
HMS介孔分子筛 SBA介孔分子筛
分析介孔分子筛的孔径、孔体积、比表面、孔道结构
红外光谱（IR）
了解介孔分子筛的骨架振动和基团振动情况，以此分析介 孔分子筛的骨架结构和基团信息
碱性气体吸附的红外光谱和TPD方法
分析介孔分子筛的酸性中心类型、强度和含量。
热分析技术
用以研究表面活性剂的分解、相转移和骨架结构的稳定性
SAPOs，AIPOs，MAPOs已广泛应用于吸附、催化剂负载、酸催化、 氧化催化（如甲醇烯烃化、碳氢化合物氧化）等领域 内表面积大和孔容量高的活性炭作为主要的工业吸附剂 二氧化钛基介孔材料具有光催化活性强、催化剂载容量高的特点
存在稳定性问题，如能形成较稳定的介孔材料，作为催化剂 和催化活性中心的载体，将发挥巨大的作用，需进一步开发 和研究
• that can be indexed to an hexagonal hk0 lattice
2016/1/5
• This
particular
sample
has
a
unit
cell
15
of
MCM-41
• the uniform honeycomb like structure （统一的蜂巢结构）
2016/1/5 30
其它合成机制
协同作用机理 层状转变机理
广义模板机理
2016/1/5
31
制备介孔分子筛的一般步骤
以表面活性剂或助表面活性剂为模板剂 以TEOS(正硅酸乙酯)为硅源 利用溶胶一凝胶乳化、 或微乳等化学过程
通过有机物和无机物之间的界面组装作用而生成
然后通过焙烧或用有机溶剂萃取的办法脱除模板剂
36
介孔分子筛应用领域
化工领域
渣油裂化催化剂 大分子转化反应 催化剂良好的载体
生物与医药领域
酶的固载与分离 细胞和DNA的分离 缓释作用
环境保护领域
降解有机废物 气体吸附等 水质净化
2016/1/5 37
谢 谢！
SBA 代表 University of California, Santa Barbara（美国 加利福尼亚州圣巴巴拉市） 2016/1/5 22
SBA-15介孔分子筛
以三嵌段高分子聚合物（PEO-PPO-PEO）为模板剂，
在强酸体系下合成
高度有序、大孔间距、纯硅 二维六方孔道 其孔径在4~30nm可调，壁厚3~6nm变化 比表面积在600~1000m2/g之间可以调节
孔容在0.6~1.3cm3/g之间可调
具有良好的水热稳定性与热稳定性 内表面存在大量的硅羟基。
2016/1/5 23
SBA-15的SEM图
SBA-15的TEM图
2016/1/5
SBA-15的X-射线粉末衍射图
24
介孔分子筛的结构汇总
二维六方结构 MCM-41 立方孔道结构 MCM-48 SBA-15
2016/1/5 3
2016/1/5
4
常见多孔材料的孔分布
2016/1/5
常见多孔材料的孔分布比较 常见多孔材料的孔分布比较
5
分子筛催化剂的发展史
1756年发现第一个天然沸石－辉沸石 20世纪50年代，沸石的人工合成工业化 20世纪60年代，第一代分子筛催化剂
微 A型、X型、Y型、M型 孔 分 20世纪70年代，第二代分子筛催化剂 子 以ZSM-5为代表的高硅、三维交叉直孔道的新结构分子筛 筛
Mesoporous Molecular Sieves
介孔分子筛催化剂
主要内容
1 2 3
前言 介孔分子筛简介
介孔分子筛的合成
介孔分子筛的应用
4
2016/1/5
2
一、前
言
国际纯粹和应用化学协会（IUPAC）的定义：
介孔材料就是孔径在 2-50 nm 的材料，
介孔就是介于微孔和大孔之间。
• 微孔(Microporous, 0.3-2 nm) – Small (小孔) – Medium (中孔) – Large (大孔) • Mesoporous, 2-50 nm (?) 介孔 Better • Macroporous, >50 nm (?) 大孔材料
2016/1/5 11
介孔分子筛分类
2016/1/5
12
The M41S family
六方单位晶胞hexagonal unit cell MCM–41 ( two dimensional, p6m ) 立方结构cubic structures MCM–48 ( three dimensional, Ia3d ) 片层结构Lamellar structures MCM–50 ( which is a post-stabilized lamellar material )
2016/1/5
Ia3d space group.
18
MCM-50
2016/1/5
19
The FSM-16 family
Yanagisawa和 Inagaki等人
使用与M41S家族相同的模板剂
用层状kanimite 为原料制备
与 MCM-41 结构相似
FSM 代 表 Folded Material Sheets Mesoporous
SBA-1
SBA-6
SBA-16
三维六方－立方共生结构 SBA-2 SBA-12
FDU-1
六方结构的变体 SBA-8
Worm-like结构 KIT－1
2016/1/5
KSW-2
MSU系列
JLU-11 & 12
25
介孔分子筛的表征技术
多晶X射线衍射技术（XRD）
晶相的指认、晶体属性的分析
杂原子的氧化-还原能力 氧化-还原催化反应活性中心 稳定性的变化、亲疏水性质的变化、以及催化活性的 变化等等 硅系材料可于用催化，分离提纯，药物包埋缓释，气体传感 等领域
2016/1/5 9
非硅系介孔分子筛
主要指非硅氧化物和 AlPO4 材料，如 WO3 ， Fe2O3 ， PbO ， ZrO2，TiO2，AlPO4等过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等 由于它们一般存在着可变价态，有可能为介孔材料开辟新的 应用领域，展示硅基介孔材料所不能及的应用前景。
SBA–2 (three dimensional, p63/mmc),
SBA–3
media
(two dimensional p6m )
structure similar to MCM–41 but synthesized in an acid
cubic structures（立方结构）
SBA–1 (Pm3n)，分子筛的有序度要好很多，骨架上具有笼型结构
2016/1/5 35
四、介孔分子筛的应用
介孔分子筛的诸多优越性，使它具有广阔的应用前景。
作为催化剂应用于化学反应
酸催化作用
碱催化功能 氧化还原催化性质
因为介孔分子筛具有较大的比表面积，所以，可作为吸附剂 和催化剂的载体
由于它具有规则多维的孔道，可作为分离剂
2016/1/5
2016/1/5
32
介孔分子筛的合成方法
室温合成法
微波合成法
湿胶焙烧法
相转变法
溶剂挥发法
非水体系合成法
2016/1/5 33
MCM-41的合成示例