微波辅助一步法合成Pd-MCM-41及其催化性能测试

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微波辅助法制备PdC和Pd-CoC催化剂及其氧还原催化活性

微波辅助法制备PdC和Pd-CoC催化剂及其氧还原催化活性

广东化工 2012年第16期· 38 · 第39卷总第240期微波辅助法制备Pd/C和Pd-Co/C催化剂及其氧还原催化活性研究罗远来1,2,纪少凡1,梁振纲1,侯梅芳3,徐彬1* (1.海南出入境检验检疫局检验检疫技术中心,海南海口 570311;2.华南理工大学化学与化工学院,广东广州 510640;3.上海应用技术学院生态技术与工程学院,上海 201418)[摘要]为了减少有机溶剂的使用量,使制备方法更加环境友好,文章研究了有机溶剂量对微波反应制备Pd/C系列催化剂的影响,并采用XRD、TEM和电化学测试等方法对催化剂结构和电化学性能进行了表征和评价。

研究表明: 当有机溶剂使用量降到5 mL时,该催化剂依然能保持较高的催化活性。

在此基础上,文章还对一系列不同组成的Pd-Co/C合金催化剂进行了研究,发现活性组分粒径约为3.5 nm时,Pd2Co/C 催化剂具有最佳的氧还原电催化活性。

[关键词]钯基催化剂;微波辅助法;有机溶剂;环境友好;氧还原[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)16-0038-03Preparation of Pd/C and Pd-Co/C Catalysts Via Microwave-assisted Method and Their Catalytic Performance for Oxygen Reduction ReactionLuo Yuanlai1,2, Ji Shaofan1, Liang Zhengang1, Hou Meifang3, Xu Bin1*(1. Inspection & Quarantine Technology Center, Hainan Entry-Exit Inspection & Quarantine Bureau, Haikou, 570311;2. Chemistry and Chemical Engineering School, South China University of Technology, Guangzhou 510640;3. School of Ecological Technology and Engineering, ShanghaiInstitute of Technology, Shanghai 201418, China)Abstract: Owing to reducing the amount of organic solvent and making the preparation method environmentally benign, influence of the amount of organic solvent on preparation of Pd/C catalysts series via microwave reaction was investigated. In consideration of the amount of organic solvent and catalytic activity, 5 mL of solvent volume was optimal. Meanwhile we found Pd2Co/C catalyst had the best electro-catalytic activity for oxygen reduction among a series of different Pd-Co/C catalysts, and the particle size of active component was ca. 3.5 nm.Keywords: Pd-based catalysts;microwave-assisted method;organic solvent;environmentally benign;oxygen reduction目前广泛研究与应用的低温燃料电池催化剂主要是以Pt作为活性组分或主要活性组分的催化剂,如碳载的铂催化剂Pt/C, 碳载铂钌合金催化剂PtRu/C等[1-2]。

微博辅助合成

微博辅助合成

Bookser 小组考虑到卤代糖的不稳定性和重金属污染 等问题,采用了稳定的乙酰糖与硅醚保护的腺嘌呤在微波 辅助下实现了区域选择性的糖基化反应,以中等收率得到 了保护的腺苷。
负载型高分散的纳米贵金属粒子以其良好的催化性能,对 发展燃料电池和催化加/ 脱氢催化剂等具有重要意义.其中碳 负载的铂微粒是最主要的代表,其制备和性能一直被广泛地研 究. 传统的制备方法主要是浸泽- 还原方法,即把载体充分浸 泡在含有贵金属盐的溶液中,使吸附在载体上的贵金属离子在 还原性气氛下加热还原. 另外也可以采用湿化学还原方法制备 负载型纳米贵金属粒子. 但是这些传统的方法难以获得尺寸和 形状均匀的纳米粒子. 众所周知,微粒的大小和均匀性是影响 其催化性能的一个非常重要的因素.因此如何制备大小和形状 均匀的超细的纳米粒子仍然是一项富有挑战性的工作,具有重 要的科学和实际意义. 因此,最近提出了一些新的制备纳米金 属粒子的方法,如:微乳液方法,超声波技术,微波技术等。
自从 1986 年 Gedye R. N.等报道了用微波辐射进行快速有 机合成以来,受到化学工作者的普遍重视。微波作为一种非传 统能量方式,能提高反应速率数百倍乃至上千倍,且具有操作 方便、副产物少、产率高及易分离提纯等优点,更趋于满足 “绿色合成”环境友好的需要。目前,在有机合成领域微波辐 射已经具有了广泛的应用,在微波加热合成、微波选择性和催 化合成、无溶剂合成、高分子合成、组合化学的平行高通量合 成等方面已经有很好的综述和总结。
(a)KBH4作为还原剂合成的Pt / C 纳米材料、(b)微波合成的Pt / C 纳米材料和(c)商业的E-TEK Pt / C 催化剂的XRD

) , (
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a MW-pt / C w= 18.6%

超声-微波协同作用下MCM-41分子筛合成与表征

超声-微波协同作用下MCM-41分子筛合成与表征

s y n e r g i s t i c E f f e c t b y u s i n g c e t y l t r i me t h y 1 a mmo n i u m b r o mi d e( C T AB)a s t h e t e mp l a t e a n d t e t r a e t h y l o r t h o s —
S y n t h e s i s a n d c h a r a c t e r i z a t i 0 n 0 f me s o p o r o u s M CM 一4 1
u n de r u l t r a s o u nd — — mi c r o wa v e s y n e r g i s t i c Ef fe c t
QI N Yi n g — y u e, L I Y a, T AI Ya n — f a n g, W ANG Ch u a n — h u
( I n s t i t u t e o f C h e m i c M A p p l i c a t i o n T e c h n o l o g y D e v e l o p me n t , B e n g b u C o l l e g e ,B e n g b u 2 3 3 0 3 0 , C h i n a )
TEM a n d N2 a d s o r p t i o n e x pe r i me nt s .The s a mpl e r e s u l t s s ho w t ha t i t s c r ys t a l l i n e wa s i mpr o ve d wi t h t he a i d
h t t p: // x b .y n n i .e d u .c a

MCM-41介孔分子筛在精细有机合成非均相催化中的应用

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。

【论文】MCM-22MCM-41复合分子筛的合成与表征

【论文】MCM-22MCM-41复合分子筛的合成与表征

摘 要MCM-22分子筛是一种常用的烃类转化反应微孔催化剂,MCM-41分子筛是一种新型、孔径可调的介孔材料。

本文在前人实验基础上继续探索研究复合MCM-22/MCM-41微孔-介孔复合分子筛的合成方法。

采用纳米组装法合成MCM-22/MCM-41复合分子筛,主要考察了纳米组装法晶化条件,即第一次晶化时间、第二次晶化时间、pH值、模版剂等因素对合成产物的影响,确定较好的条件以得到重复性好的MCM-22/ MCM-41复合分子筛。

微孔-介孔MCM-22/MCM-41复合分子最佳的合成条件如下:原料的老化时间为7h;第一步控制合成MCM-22纳米簇微孔相的晶化时间为5.5d,晶化温度为150℃;第二步合成MCM-41介孔相的晶化时间为3.5d,晶化温度为105℃ pH值为10.5,加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)模板剂用量为2g。

通过XRD和SEM的表征结果可以看出,合成产物在XRD的大角度衍射图中出现了MCM-22特征衍射峰,小角度衍射图中出现MCM-41的特征衍射峰,SEM图中发现MCM-22纳米簇前趋体和短程有序的MCM-22/MCM-41复合分子筛,表明短程有序MCM-22/MCM-41复合分子筛已经形成。

关键词: MCM-22/MCM-41复合分子筛;纳米组装法;条件考察;合成表征AbstractThe MCM-22 zeolite is a kind of widely used porous catalyst in hydrocarbon transfer reaction. The MCM-41 molecular sieve is a new type mesoporous molecular sieve with adjustable pore diameter.The synthesis method of MCM-22/MCM-41 composite molecular sieve was exploered. The MCM-22/MCM-41 composite molecular sieve is prepared by nano-assembly method. The influence of pH, crystallization time and template agent are investigated, in order to improve the reproducibility of the synthesis method MCM-22/MCM-41 composite molecular sieve.In the synthesis process of MCM-22/MCM-41,The optimal synthesis conditions of MCM-22/MCM-41 are as follows:the aging time of raw is 7h, the first step of crystallization time for MCM-22 is 5.5d, the second step of crystallization time for MCM-41 is 3.5d, the PH is 10.5,the amount of CTAB is 2 g, The second step of the crystallization temperature for MCM-41 is 105 ℃.The XRD characterization of the molecular sieve shows that the synthetic product presents characteristic diffraction peaks of MCM-41 and MCM-22 in the small-angle and wide-angle XRD diffraction patterns. The nano-cluster precursor of MCM-22 and the short range order MCM-22/MCM-41 composite molecular sieve are found in SEM photograph. Result shows that short-range order MCM-22/MCM-41 composite has been prepared.Key words: MCM-22/MCM-41 composite molecular sieve; nano-assembly method; Characterization目 录第一章 前言 (1)1.1 研究背景与研究意义 (1)1.2.1 分子筛的结构与合成机理 (2)1.2.2 MCM-22分子筛的研究现状 (4)1.2.3 MCM-41分子筛的研究现状 (6)1.2.4 MCM-22/MCM-41复合分子筛的研究现状 (8)1.2.4.1原位合成法 (8)1.2.4.1.1单模板合成法 (8)1.2.4.1.2 双模板合成法 (9)1.2.4.2 后合成法 (9)1.2.4.2.1纳米组装法 (9)1.2.4.2.2 包埋法 (10)1.3 研究的主要内容 (10)第二章 实验材料与方法 (12)2.1 实验药品与仪器 (12)2.1.1 实验药品 (12)2.1.2 实验仪器 (12)2.2 纳米组装法合成MCM-22/MCM-41复合分子筛 (12)2.3 X射线衍射(XRD)实验、相对结晶度 (13)第三章 实验结果与讨论 (15)3.1 第一步晶化时间对分子筛合成的影响 (15)3.2 第二步晶化时间对分子筛合成的影响 (17)3.3第二步晶化时的PH值对分子筛合成的影响 (19)3.4 模版剂加入量对结晶度的影响 (20)3.5 实验重复性 (22)3.6 SEM图分析 (23)第四章结论 (27)4.1 结论 (27)参考文献 (28)致 谢 (30)声 明 (31)第一章 前 言1.1 研究背景与研究意义众所周知,催化剂是炼油和石油化工技术的核心。

MCM-41分子筛的制备及催化性能研究

MCM-41分子筛的制备及催化性能研究

TO S 的固体酸催化剂 ,以乙酸与异 戊醇的酯化反应作为探针反应 ,考察 了焙烧温度 、焙烧时间 、浸渍溶液 i ] 一 0
的浓 度 、浸渍 时间以及钛硅 比等制备条件对 催化剂催化 活性 的影 响 ,得到 了最佳 的制备 条件 。最佳条件是 :
nT) (i 2 (inS) ,过硫 酸铵溶 液浓 度为 0 o/ ,浸渍 5h / = .ml 5 L ,干燥后梯度炉中 5 0 ℃焙烧 4h 5 。在不加带水剂 的条 件下 ,酯化率可达 到 7 %。 3
MENG ih a, Gu — u 。 n n n CAO M i o, CHEN Ho g— i Ba — i g, a n we
( y L b r t r o e n P o e sn f e ia g n ei g, c o l f e sr n i c l n i e r g, Ke a o a o y f rGr e r c s i go m c l Ch En i e rn S h o mity a d Ch mia gn e i o Ch E n
孟桂 花 ,吴建 宁 ,曹 淼 ,陈宏伟
( 石河 子大 学化 学化 工学 院/ 疆 兵团化 工 绿色 过程 重点 实验 室一 部共 建 国家重 点实 验室 培育 基地 ,新疆 石河 子 820 新 省 303)

要 :用微波 法合成 M M一 1中孔 分子筛 。并采用 液相沉积法制备 了以 MC 4 C 4 M一 1分子 筛为载体 负载


词 :MC 4 ;中孔分子筛 ;微 波法 ; 固体酸 M一 1
文献标识码 : A 文章 编 号 :17 ~ 40 ( 0 1 1 10 — 4 6 10 6 2 1 )1- 13 0

介孔分子筛MCM-41的合成、表征与催化性能

介孔分子筛MCM-41的合成、表征与催化性能

1 MC M一4 介孔分子 筛 的合成 1
1 1 水 热法合 成 M M一4 介孔 分子筛 . C 1
B c 等 n 19 年 首次采 用水 热法 合成 出 MC 4 介 孔分 子筛 。所 用的模 板 剂为 C H C 33 B ( ek 9 2 M一 1 2 H )N rn=8 ( , 9 1 ,2 1 ,6 ,硅源 为 N 2 i3 ,0 1 ,4 1 ) aS ,晶化 温度 为 10—10 O 0 5 %,晶化时 间为 1 0 。晶化后 所 得 固体在 N 保 护 —1d 2 下 于 50 4 %焙 烧 1 ,然后 在空气 中 50 h 4 %焙 烧 6 ,即得 M M一4 介 孔 分 子筛 ,孔 径 为 15—1n h C 1 . 0m。模 板剂 ( H )N r n的改变 可以调变 孔径大 小 ,在此 基 础上人 们 又进 行 了有关 介 孔 分子 筛 的合成 工 作 。T C 3 B 中 a nv 采用 中性模板 剂进行 了介孔 分子筛 的合成 ,证实 了介孔 分子筛 的 合成是 在 中性原 始 胺胶束 ( o e 等n S )和 中性 无机前 驱物 (o I)氢 键的相 互作用 基础上形 成 的。通过 S I 途 径也进行 了氧化 铝等其 它介孔 氧化 物 的合 0o 成 。周春 晖等n 研究 硅 源对全硅 M M一 1 C 4 结构 的影响表 明 ,采 用不 同 的硅源 ,硅 酸钠 和正 硅酸 乙 酯均 可得
[ 摘
221) 10 3
要 ]具有大孔径和大 比表面的 M M一 1 C 4 介孔分子筛在工业催 化中显示 了独特的催化性能 ,研究
它 的催 化性 能具 有 替 代 一 些 大 分子 反 应 的均 相 催 化 剂 的实 际应 用 价 值 。 本 文 对 MC M一4 介 孔 分 子 筛 1 的 合成 、改 性 、表 征 与催 化 性 能进 行 了扼 要 的评 述 。

MCM_41_Al_2O_3复合材料的合成和表征

MCM_41_Al_2O_3复合材料的合成和表征

大到 0. 32 时, 复合材料中 MCM 41 的相对结晶度 由 8. 9% 提高 到 52. 4% , n ( CT MABr) / n ( SiO 2 ) 继 续增加, 复合材料中 MCM 41 的相对结晶度略有下 降。这是因为随着 n ( CT M ABr ) / n ( SiO 2 ) 的增大, 合成母液中模板剂胶束的数量增多, MCM 41 的生 成量增大, 相对结晶度升高; 若模板剂用量过大, 由 于模板剂胶束间空隙太小 , 硅酸根难以与模板剂胶 束充分作用 , 使得 M CM 41 的生成量反而减少, 因 此 MCM 41 的相对结晶度下降 , 这与文献 [ 9] 报道 的结 果 一 致。而 反 应 物 凝 胶 的 n ( CT MABr ) / n ( SiO 2 ) 对复合材料中 M CM 41 晶胞常 数的影响规 律与之正好相反, 这是因为随着模板剂浓度的升高, 为了实现电荷密度匹配 , 硅酸根的聚合度必然降低, 使 M CM 41 的孔壁变薄。
2. 1. 2
投料硅铝比的影响 Al2 O3 在合成复合材料的过程中同时具
由于
备基体、 铝源和 pH 值调节剂的作用 , 其加入量必然 对复合材料的性质具有显著影响 , 为此, 考察了投料 n ( Si) / n ( Al) 对复合材料合成的影响。按投料物质 的量 之比 n ( SiO2 ) ! n ( Al2O 3 ) ! n ( CT M ABr) ! n ( H 2 O) = 1!( 0. 43~ 3. 39) !0. 32!92. 4 配制合成体 系 , 在合成母液的 pH 值为 10. 5 的条件下, 采用 n ( Si) / n ( Al) 为 0. 58, 0. 78, 1. 17, 2. 34, 4. 68 合成的 复合 材料 和 n ( Si) / n ( Al) 为 无穷 大时 合成的 Si M CM 41 的 X 射线衍 射 ( XRD) 谱 图如图 1 所示。 投料 n ( Si) / n ( Al) 对复合材料中 M CM 41 的相对 结晶度和晶胞常数的影响如表 2 所示。 由图 1 和表 2 可知 , 随着投料 n ( Si) / n ( Al) 的 减小 , M CM 41( 100) 面的衍射峰宽化, 峰强度下降, 复合材料中 MCM 41 的相对结晶度和晶胞常数减 小。这是因为在 pH = 10. 5 的合成母液中, Al2 O 3 的加入量越大 , 通过溶解进 入介质中 的 Al ( OH ) 4 越多, 所获得的复合材料中 M CM 41 的骨架 n ( Si) / n ( Al) 相应降低 , 使 MCM 41 越易在焙烧中发生骨 架脱铝引起介孔结构坍塌, 这与 Corm a 等[ 10] 报道的 结果一致。当投料 n ( Si) / n ( Al) < 0. 59 时, 复合材
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微 波 辅助 一步 法 合 成 P — M一1及 其 dMC 4 催 化 性 能 测试
曹 渊 ,杨 巧 云 ,张 莉
( 庆大学 化学化工学院 , 庆 403) 重 重 0 0 0
摘 要 :以介 孔 分 子 筛 MC 4 作 为 催 化 剂 的载 体 ,采 用 微 波 辅 助 方 法 一 步 合 成 2种 不 同 n P ) n S) M一1 ( d/ ( i的负 载 型 催 化
21 0 1年 1 0月
石 油 学 报 ( 油加 工 ) 石 A T E R L I I IA (E R L UM P O E SN E T O C AP T O E N C P T O E R C S I GS C IN) S
第 2 7卷 第 5期
文 章 编 号 :1 0 ~ 7 9 2 1 ) 5 0 3 — 5 0 18 1 ( 0 1 0 — 7 2 0
CAO a Yu n,YANG a y n,ZHANG Qio u Li
( olg f C e s y a d C e c l g n e ig, h n q n n v ri C l e h mit n h mia e o r En i ern C o g i g U i est y,C o g ig 4 0 3 , h n qn 0 0 0
r a ton tm e o he c t l i fii nc fPd M CM 一 f r f mi cd de o e c i i n t a aytc e fce y o — 41 o or c a i c mpo ii n r a to r sto e c i n we e s ud e . The x rme r s t de o t a e t a t Pd M CM 一 c t l s wa s c e s uly t id e pe i nt e uls m ns r t d h t he — 41 a a y t s u c s f l s t sz d y yn he ie b mi r wa — s it d c o ve a ss e m e ho t d, whih c ha c ra n a a y i e f c o d c m p ii d e t i c t l tc fe t n e o oston r a ton o o mi cd a ow o e t a i e c i ff r c a i t l c nc n r ton. To r i e t e c i n t m p r t r n o p ol ng t e as he r a to e e a u e a d t r o h r a ton tm e b h e c i i ot we e r be ft t d c ne i o e ompo ii n o f mi a i . Co p r d sto f or c cd m a e wih he f r i a i t t o m c cd de ompo ii n e c i un r o e to l c sto r a ton de c nv n i na he tng o ii a i c nd ton, Pd M CM 一 a hi e c t l tc — 41 h d gh r a a y i e fce y f r t e c i n u e ir wa e he tng c nd ton. fiinc o her a to nd rm c o v a i o ii Ke r :m ir wa e;Pd M CM 一 y wo ds co v ~ 41;f r i c d;c t l ss o m ca i a a y i
中 图分 类 号 :0 4 .2 6 3 3
M ir w a eAs it d S n h sso d- CM ・ i n tp a d IsCa a y i o e te c o v sse y t e i f P - - M - 1 n O e S e n t t l tc Pr p r is 4
h a i g a d m ir wa e h a i g c n ii n . Th n l e c s o o d n ,r a to e e a u e a d e t n c o v e tn o d to s n e i fu n e fPd l a i g e c i n t mp r t r n
me o o o s mo e u a i v C ~ 1 we e s n h sz d i n t p me h d a ss e y mi r wa e s p r u l c l r se e M M 4 r y t e ie n o e s e t o s i t d b c o v ,
Ab ta t sr c :Two Pd c tl ss wi i ee tmoa a iso n i n( d / S ) u p re n aay t t d f r n lr r t fPd a d S ( P ) ( i )s p o td o h ,采 用 X D、F —R及 N。吸附 一 附对 P - M 1 行 表 征 ,并 将 其 应 用 于 催 化 低 浓 度 甲 酸 分 解 R TI 脱 dMC 4 进 反 应 ,考 察 在 常 规 加 热 和 微 波 加 热 条 件 下 ,P d负 载 量 、 反 应 温 度 和 反 应 时 间 对 甲 酸 在 P — M一1上 分 解 反 应 的 dMC 4
a ha a t rz d by m e ns o nd c r c e ie a f XRD, FT— R n a s r i n— e o p i n Th WO I a d N2 d o pto d s r to . e t Pd M CM 一 — 41 we e a le t d c m p ii r a ton f o mi a i a l w c c nt a i n nd r o e i na r pp i d o e o oston e c i o f r c cd t o on e r to u e c nv nto l
影 响 。结 果 表 明 ,微 波 辅 助 成 功 地 合 成 了 P - M一 1 化 剂 ,其 对 低 浓 度 甲酸 分 解 反 应 有 一 定 的催 化 效 果 ;提 高 dMC 4 催 反 应 温 度 和 延 长 反 应 时 间 ,均 有 利 于 低 浓 度 甲酸 分 解 ;与 常 规 加 热 条 件 相 比 ,在微 波 加 热 条 件 下 P — M一 1 甲 dMC 4 对 酸 分 解 反 应 的催 化 效 果 更 好 。 关 键 词 : 波 ;P — M一1 甲酸 ;催 化 微 dMc 4 ; 文献标识码 : A d i 0 3 6 /. s .0 18 1 .0 l0 . 1 o:1 . 99 ji n 1 0-7 9 2 1 _ 5 0 2 s
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