«——【·抽象的·】——»
最近報道的突破性發現是 MCM-56 沸石有效分層，產生分散在液相中的單層膠體懸浮液，為沸石催化劑的合成創造了前所未有的可能性。基於這一創新，本工作探索了使用單分子層製備。
適用於大有機分子轉化的二氧化硅負載沸石納米片催化劑的概念，使用固體和膠體二氧化硅源，從單層膠體懸浮液合成了一系列二氧化硅製劑。採用各種物理化學方法對合成的固體進行了徹底的表徵。
並在均三甲苯與苯甲醇的烷基化反應中測試了其催化性能。所得結果表明，分散在二氧化硅上的含有固體顯示出有前景的催化性能。二氧化硅催化劑表現出高比催化活性，儘管非活性無定形二氧化硅載體含量很高。
由固體氣相二氧化硅和沉澱二氧化硅合成的材料顯示出較低或可忽略不計的總體活性，這可能歸因於沸石活性相的少量摻入。較早發現乙醇本身是沸石層的有效絮凝劑，但在固體二氧化硅存在下其效率降低。
«——【·簡介·】——»
工業的發展帶來了大規模的商品生產和消費，極大地提高了人們的生活水平，但也對人類健康和環境構成了巨大的威脅。多相催化在這兩個領域的重要性都不應該被高估，因為據評估，90% 的化學技術過程都使用多相催化劑。
多孔材料，特別是微孔沸石，構成了一類重要的多相催化劑。然而，現代催化劑不僅必須提供高表面積和優異的酸性，還必須提供中孔或分級孔結構，以增強擴散，從而增強大有機分子轉化中的活性。
經典3D沸石的合成後處理最初僅限於離子交換或同象取代，後來成功地進行了脫鋁或脫硅，導致由於部分結構改性而導致孔隙率發生變化。沸石層狀前驅體的發現改變了遊戲規則。
因為從那時起，可以通過非破壞性方法實現孔徑擴大超過 1 nm 極限並增強外表面積，從而通過膨脹、分層、柱化、或甲硅烷基化。剝離沸石單層的可用性，懸浮在溶液中。
實現了另一個突破——與任何顆粒、層或試劑結合，生產納米級複合材料和分級材料，以沸石-沸石緊密結構為例，並且在未來也可以與其他二維晶體結合通過分層/剝落獲得。
先前研究的系統包括具有硅質，並表明用後者稀釋前一個活性相高達 50% 並不會降低總體活性。這就提出了關於包含沸石單層和惰性二氧化硅的緊密雜化物的行為的問題。
後者在形成的催化劑中充當載體和骨架增強物或粘合劑。在我們之前的工作中，在異丙醇存在下，通過原硅酸四乙酯的乙醇溶液沉澱單層，產生柱狀MWW衍生物。
這裡研究的可能性是基於固體二氧化硅上層的沉積，或二氧化硅的共沉澱，以生產負載型沸石催化劑，檢查了不同類型的二氧化硅。
«——【·實驗·】——»
將反應混合物置於聚四氟乙烯襯裡的高壓釜中，在室溫下旋轉過夜，然後在143℃下加熱176小時。通過過濾分離固體，用去離子水洗滌，並在室溫下乾燥。
使用已公布的程序製備單層納米片的膠體分散體，在室溫下攪拌2小時，然後以10,000 rpm離心30分鐘並傾析上清液作為棄物。
將剩餘的濕固體與20ml水一起攪拌另外2小時，以10Krpm離心30分鐘，並作為半透明液體傾析。通常，0.4 克產生 0.2 克沉澱的納米片，煅燒後產生 0.15 克。
將二氧化硅和膠體的混合物在室溫下攪拌過夜，然後，加入45ml乙醇作為沉澱劑。將所得固體離心並用去離子水洗滌，最終材料通過在空氣中540℃下煅燒6小時獲得。
在這些合成中觀察到的產率差異很大，使用 Ludox 作為二氧化硅源獲得的材料的產率僅為 2-4%，而基於固體二氧化硅的材料的產率為 29-51%。
所獲得材料的結晶度通過粉末 X 射線衍射測定，使用衍射儀在反射模式下使用輻射範圍內。
使用在 200 kV下運行的顯微鏡進行掃描透射電子顯微鏡成像，以評估層的形態和分布。使用環形暗場和環形明場探測器收集圖像，使用標準調整方法進行顯微鏡的對準。
路易斯和布朗斯台德酸位點的濃度通過吡啶吸附確定，然後通過紅外光譜，將煅燒後的沸石壓製成自支撐晶片，並在真空在自製的石英池中。
允許在紅外光譜儀內部激活和吸附，在 170 °C下吸附吡啶蒸氣後，將樣品抽真空 20 分鐘並收集光譜。所有光譜均重新計算為等於 10 mg 的相同質量。使用靜態容量裝置測定 − 196 °C下的氮吸附/解吸等溫線。
測量之前，所有樣品均在真空下在 80 °C 下激活 0.5 小時，在 120 °C 下激活 0.5 小時，在 350 °C 下激活 8 小時。使用BET方法測定比表面積值。使用t圖方法獲得中孔和外表面積值、微孔和中孔體積。
使用軟體提供的模型基於N 2吸附數據計算孔徑分布，用於具有圓柱形孔的沸石/二氧化硅，另外還通過己烷的准平衡程序升溫解吸和吸附研究了孔隙率。我們之前的作品中已經描述了實驗過程的詳細描述。
在進行測量之前，將放置在石英管中的樣品在氦氣流，然後冷卻至室溫，活化後，將己烷蒸氣添加到氦流中，導致室溫下的等溫吸附。當樣品以 5 °C/min 的恆定速率循環加熱和冷卻時。
記錄的熱導檢測器信號由解吸最大值和吸附最小值組成，催化測試反應，均三甲苯與苯甲醇的液相烷基化，在大氣壓下在多實驗工作站 中加熱的雙頸圓底燒瓶中進行。
反應溫度為80℃，在反應之前，將煅燒的固體離子交換成NH 4 +形式，去離子水洗滌，乾燥，500℃活化5h，得到鈉等金屬陽離子含量最小的活性氫形式。
將 22 ml 均三甲苯、50 mg 所研究的催化劑和 0.1 g 十二烷等分試樣合併。將反應混合物在80℃下保持30分鐘，然後添加0.2g苯甲醇。這一刻被認為是反應的開始。
定期抽取液體樣品，並通過氣相色譜儀和 30 m 色譜柱進行分析，反應液的投入量為1μl。柱溫程序如下：90℃6分鐘，然後加熱至300℃，升溫20℃/分鐘並保持0.5分鐘。
«——【·結果與討論·】——»
二氧化硅混合物最重要的特性是它們的催化活性，這裡表示為t 50，即苯甲醇在與均三甲苯反應中實現50%轉化的時間，活性越高，t 50值越低。我們使用苯甲醇對均三甲苯進行弗里德爾-克來福特烷基化作為測試反應。
因為它很容易理解並用于衡量系列沸石較大分子的可及性，以及它們的膨脹和柱狀衍生物。均三甲苯無法進入沸石的 10 環，因此反應主要發生在各層的外表面。
值得注意的是，即使由於化學和催化惰性二氧化硅的存在而降低了沸石含量，與沉積在二氧化硅上的相比，t 50值也僅略高，尤其是:1Ludox 樣品。純相：母體和沉澱單層。
即使二氧化硅比例為 1:1，樣品也沒有活性，並且的活性相當低，根據N 2吸附等溫線計算的結構參數和己烷的曲線，使用吡啶作為研究的探針分子計算 BAS 和 LAS 濃度；t 50值對應於 80 °C 下均三甲苯進行弗里德爾-克來福特烷基化反應中苯甲醇的 50% 轉化時間。
樣品可分為三組：一組具有高活性，第二組具有非常低的活性，第三組具有中等活性。儘管沸石相含量減少了約一半，但使用液相二氧化硅僅略微降低了活性。這類似於 MWW 層與硅質 MFI 的複合材料。
當從溶液中剝離的單分子層生成柱狀沸石時，反應比母體樣品更快，首先通過粉末評估所測試的材料的質量，圖案包含沸石在 7.2°2θ處的反射特徵，約 100°C。
25 和 26° 2θ以及 8° 和 10° 2θ 之間的寬峰，沒有表示空間無序層的傾角。母體和從膠體中沉澱的層的質量似乎具有可比性，如圖案的相似整體強度所示，並且在 8°–10° 2θ 處不存在谷，作為無序層的證據。
使用固體二氧化硅獲得的材料似乎實際上是無定形的，由於在煅燒後幾乎完全消失，因此反射非常弱。相比之下，在液體二氧化硅源存在下，膠體納米片的沉澱導致樣品具有清晰的結晶相。
應該注意的是，隨著二氧化硅濃度的增加，10° 2θ 附近的散射強度會升高，在 8° 和 10° 2θ 之間產生令人印象深刻的下降，這可能意味著層的有序性。影響很小，可能是由其他因素引起的，所以目前必須認為是未知的。
總之，使用液體二氧化硅源似乎對於二氧化硅複合材料的形成最有利，確保沸石層的摻入。即使具有最低含量的樣品也比使用含量較高的固體二氧化硅製成的樣品表現更好。
«——【·結論·】——»
本研究獲得的結果表明，固體通過與液體剝離的沸石溶液相互作用而分散在二氧化硅載體上，有望作為大有機分子轉化的催化劑。特別地，由單層和液體二氧化硅前體的膠體分散體獲得的。
二氧化硅複合材料表現出高比催化活性，儘管具有相當含量的非活性無定形二氧化硅載體。二氧化硅顆粒分散在液體中，而在固體源中，它們會聚集，因此可用於與層相互作用的有效表面預計會較低。
因此，納米粒子與單分子層的組合產生了具有高度分散的沸石域的混合體系，乙醇本身是沸石層的有效絮凝劑，但在固體二氧化硅存在下，其效率降低，表明其在構建複合催化劑中的有效性有限。
值明顯高於原始沸石，這歸因於增強的酸性位點的可及性，由固體二氧化硅前體合成的材料表現出較低或可忽略不計的總體活性，這可能歸因於沸石活性相的含量較低。即便如此，對於一種這樣的材料也發現了顯著高的。
«——【·參考文獻·】——»
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