沸石材料浸潤性的調控及其優異的催化性能

《沸石材料浸潤性的調控及其優異的催化性能》是依託浙江大學，由王亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：沸石材料浸潤性的調控及其優異的催化性能
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：王亮
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

沸石分子篩的浸潤性對於其催化活性和選擇性有著重要的影響，因此研究沸石的浸潤性調控對於設計合成具有高活性和高選擇性的沸石催化材料具有重要意義。由於沸石的浸潤性受骨架中矽羥基的影響很大，因此我們期望通過調變沸石骨架中矽羥基的濃度來有效調變沸石的浸潤性。本項目選擇工業上廣泛套用的矽鋁沸石（ZSM-5, Beta等）和鈦矽沸石（TS-1）為研究對象，通過在合成凝膠中加入有機矽化合物並控制其濃度，可以獲得多種有機基團修飾的沸石材料。焙燒之後，有機基團會轉變成羥基，可達到將羥基進入沸石篩骨架的目的，從而有效調控其浸潤性。在相應的催化反應中，期望這類浸潤性可控的沸石能夠高效富集反應物，有效提高反應的活性和選擇性，獲得比傳統沸石催化材料更優異的催化性能。該方法對於設計合成具有優異性能的新型沸石催化材料具有重要意義。

結題摘要

沸石分子篩的浸潤性的對於其催化性能有著重要的影響。因此，調控沸石材料的浸潤性對於合成具有高活性和高選擇性的沸石催化材料具有重要意義。在本項目中，我們採用有機矽烷作為沸石合成的部分矽源，將有機基團引入到沸石骨架中，得到疏水骨架的沸石材料；通過焙燒將有機基團轉化為矽羥基，從而得到親水的沸石骨架。基於上述合成手段，我們建立了通過吸附測試、核磁表征、接觸角測試等量化表征沸石材料浸潤性的方法，掌握沸石孔道浸潤性影響分子擴散效率的規律。在系列催化研究中，包括ZSM-5沸石催化的水合反應、沸石封裝鈀納米顆粒催化的糠醛加氫反應、沸石封裝氧化錳顆粒催化的氧化腈化反應、沸石封裝納米氧化鈦催化的有機污染物降解反應，通過調控沸石材料的浸潤性均可以達到優異的催化性能。本項目為設計新型的沸石基催化材料提供了新的策略和理論依據。