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成双金属掺杂的（碱土-铜-MCM-41）介孔分子筛查阅资料，确定实验方案。基于对MCM-41介孔分子筛改性的研究，在MCM41介孔分子中掺杂碱土金属和铜金属，使分子筛具有某种活性以改善MCM-41介孔分子筛的性能。本实验主要研究了不同碱土金属对Cu-MCM-41介孔分子筛的影响。44639
关键词：介孔分子筛；水热合成法
一 前言
18世纪中叶，人们通过对天然沸石的研究，提出了“分子筛”的概念(Russelletal.,1997)以描其分子大小的孔道结构及对分子的筛分效应。按照国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)[1]的定义，分子筛材料根据孔径的大小分为3类:孔径尺寸小于2nm的为微孔分子筛，大于50nm的为大孔分子筛论文网，介于2～50nm的为介孔分子筛。微孔分子筛材料已作为工业催化剂广泛使用，但是较小的孔径限制了其对大分子的催化作用。
二 介孔分子筛的研究现状
1 材质的研究
介孔分子筛材料在短短十几年内，由开始的硅酸盐、铝硅酸盐等硅基介孔分子筛发展到硅基和非硅基两大类。硅基介孔分子筛材料又可分为纯硅和改性两大类[2]。纯硅介孔分子筛材料包括MCM、SBA、HMS、MSU等结构；改性包括金属离子的掺杂、有机分子修饰、固载金属氧化物和酸、固载金属络合物、固载酶类。非硅基介孔材料包括过渡金属氧化物如介孔氧化锆、氧化钛、氧化锡、氧化锰、氧化铌、氧化钽等和非金属氧化物如磷酸盐、硫酸盐、介孔碳等。
纯硅MCM-41介孔分子筛因离子交换能力小，酸含量及酸强度低，不具备催化反应能力，为此研究较多的是在MCM-41上引入一些杂原子，使分子筛具有某种活性以改善MCM-41介孔分子筛的性能。目前主要有两种方式：(1)在合成中直接引入其他杂原子(主要有Al和Ti等)，使杂原子进入分子筛骨架[3]；(2)在分子筛表面负载活性组分[4]，如金属氧化物NiO2和MoO3等，金属(如Fe、Mn、Cu等)的络合物，还有杂多酸、有机碱、纳米粒子如纳米尺寸的Fe2O3粒子或金属Pt团聚体、吸附酶等。
2 介孔分子筛的改性
到目前为止，人们对介孔分子筛改性的研究有很多。将过渡金属Fe、Ni、Zr的硝酸盐，在合成中加入分子筛的胶体溶液，可制得经Fe、Ni、Zr改性的MCM-41型中孔沸石[5]。改性后的MCM-41分子筛具有高的比表面积和孔容，耐氮能力好，但酸性比未改性时要弱些，特别是缺少B酸，因而其裂解和开环活性较低。时维振等[6]以硅酸钠作硅源，硫酸铈作铈源，四甲基氢氧化铵作矿化剂，十六烷基三甲基溴化铵作模板剂，在盐酸存在的温和条件下合成Ce-MCM-41介孔分子筛。分析结果表明，铈原子可能以高分散的形式存在于MCM-41介孔分子筛的骨架结构中。以Ce-MCM-41作催化剂，过氧化氢为氧化剂，在冰醋酸介质中，进行环己烷氧化成环己酮和环己醇的反应，得到较好的结果。张杰等[7]以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，水玻璃为硅源，55℃水热条件下，合成了介孔Cr-MCM- 41分子筛。将Cr-MCM-41催化剂用于环己烷选择性氧化反应。实验结果表明，催化剂用量为0．12 g、环己烷30 mmol，以环己酮为引发剂，在373 K条件下反应12 h，环己烷转化率达到52．4％ ，环己酮选择性较高。这表明Cr-MCM-41是一种温和、高效的选择性催化氧化环己烷催化剂。孟华东等[8]在碱性条件下，采用水热晶化法，以水玻璃为硅源，偏铝酸钠为铝源，十六烷基三甲基溴化铵为结构模板剂，成功合成出了含铝介孔分子筛Al-MCM-41。邱建斌等[9]以溴代十六烷基砒啶为模板剂，正硅酸乙酯为硅源，钛酸四丁酯为钛源，在酸性条件下合成了Ti-MCM-41介孔分子筛。杨春等[10]以正硅酸乙酯为硅源，十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，在酸性条件下合成了纯硅六方介孔分子筛，考察了反应温度和时间的调节对合成的影响。许慎敏等[11]人MCM-41分子筛为载体，碱金属氧化物为活性组分，采用等体积浸渍法制备了固体碱催化剂。