固体酸SO42-/ZrO2催化果糖制备5-羟甲基糠醛

通过共沉淀-浸渍法制备了SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)固体酸催化剂,探究了5种不同焙烧温度(450~650℃)对催化剂活性的影响,并采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征手段对催化剂的结构及理化性质进行了分析。研究表明:当焙烧温度高于450℃时,固体酸SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)在2θ为30.1°均存在较为明显的四方相晶体结构;随着焙烧温度的升高,催化剂的孔径存在一定程度的增大,但比表面积总体呈降低趋势,酸强度也存在一定程度的降低。在焙烧温度为550℃焙烧3 h时制备的固体酸SZ-550表现出较好的催化性能,用于催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)时,在反应温度为120℃,反应时间为90 min,催化剂用量为30 mg的最佳反应条件下,以二甲基亚砜(DMSO)为反应溶剂,果糖转化率为99.91%,5-HMF的得率为76.01%。XRD分析结果表明:固体酸SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)明显的四方相ZrO_(2)结构是其表现出较高催化活性的原因之一。

载体表面性质对Cu／ZrO2催化剂CO加氢反应行为的影响

用XRD、LRS、NH3-TPD、CO2-TPD和CO-FTIR等表征手段考察了不同温度焙烧的氧化锆表面性质的差别,特别是表面酸碱性的差异对Cu/ZrO2催化剂CO加氢反应行为的影响。结果表明,不同温度焙烧的氧化锆表面酸碱性具有较大的差异,其中以450℃焙烧的氧化锆具有较高的表面碱性和最低酸性。这些表面性质的差异对于Cu/ZrO2催化剂的CO吸附行为产生较大的影响,进而影响CO的加氢反应活性。以450℃焙烧的氧化锆为载体时,Cu/ZrO2催化剂具有较好的反应活性。

ZrO2在β＂─Al2O3复合陶瓷中的作用

本文研究了四方和立方ＺｒＯ２在与Ｎａ－β＂－Ａｌ２Ｏ３的复合陶瓷中作为第二相所起的各种作用。结果说明ＺｒＯ２对复合陶瓷具有细化晶粒、改善显微结构、提高强度和断裂韧性的作用，与此同时也在一定程度上降低离子电导率。在提高力学性能方面，四方ＺｒＯ２除了具有与立方ＺｒＯ２相同的弥散颗粒的作用外，相变所起的作用也是很显著的。ＺｒＯ２－Ｎａ－β＂－Ａｌ２Ｏ３复合陶瓷是一种有应用价值的固体电解质材料。

ZrO2纳米管的溶胶-凝胶模板法制备与结构表征

用溶胶-凝胶法在多孔阳极氧化铝模板中制备了ZrO2纳米管。通过SEM和TEM表征了ZrO2纳米管的形貌,用选区电子衍射和XRD研究了ZrO2纳米管的晶体结构,FT-IR分析了ZrO2纳米管的键合结构。结果表明,所制备的纳米管阵列高度有序,管径和长度分别与AAO模板的孔径和厚度相当;纳米管管壁的厚度随浸泡时间增加而增厚,可通过控制浸泡时间等因素来制备不同孔径的纳米管或线。ZrO2纳米管为单斜晶和立方晶形的多晶结构;纳米管的形成机理是溶胶粒子在AAO模板孔壁酸位上的吸附。

氧化锆（ZrO2）基纳米功能材料的研究进展

氧化锆（ZrO2）同时具有氧化中心和还原中心，具有很高的化学稳定性、热稳定性和机械稳定性。能应用于催化、电子、耐高温、环境友好电极材料等方面。介绍了ZrO2的晶体形态和各种晶型之间的相互转变规律，纳米ZrO2的性能和制备方法，介孔ZrO2形成机理；综述了Y^3＋／ZrO2（YSZ）、Mn^4＋／ZrO2、Ti^4＋／ZrO2、Ce^4＋／ZrO2、SO4^2-／ZrO2（SZ）等掺杂材料的性能、应用及制备等研究情况。

ZrO2晶相对锰铈系SCR催化剂脱硝活性的影响

采用浸渍法制备了以nm级c-Zr O2(立方相Zr O2)、t-Zr O2(四方相Zr O2)和m-Zr O2(单斜相Zr O2)为载体的负载型Mn Ox-Ce O2/Zr O2催化剂,并在连续流动固定床反应器上考察了催化剂的NH3-SCR低温脱硝性能.结果表明,催化剂脱硝性能良好,当Mn Ox负载量(以w计)为15.0%时,以c-Zr O2为载体的催化剂脱硝效率在103℃即可达到100%.在相同活性组分负载量和反应温度条件下,各催化剂的低温脱硝活性体现出Mn Ox-Ce O2/c-Zr O2>Mn Ox-Ce O2/t-Zr O2>Mn Ox-Ce O2/m-Zr O2的规律,因此对Mn Ox负载量为5.0%的Mn Ox-Ce O2/Zr O2系列催化剂进行进一步表征,以探究该规律的内在影响因素.BET测试结果表明,以c-Zr O2为载体的催化剂的比表面积最大,达到39.67 m2/g,更有利于气体和催化剂表面活性位的接触.XPS测试结果表明,以c-Zr O2为载体的催化剂表面晶格氧含量最丰富,有助于Lewis酸性位的形成.TPR和TPD测试图谱中的峰强及峰面积表明,以c-Zr O2和t-Zr O2为载体的催化剂表面主要存在Lewis酸性位;而在以m-Zr O2为载体的催化剂表面,Lewis酸性位较多,同时还存在少量的Brnsted酸性位.研究显示,Zr O2晶型结构变化引起Mn Ox-Ce O2/Zr O2催化剂的比表面积、表面活性酸性位的不同是产生晶型效应的原因所在;采用Zr O2作为负载型低温SCR催化剂载体时,以立方相晶型结构为最佳.

ZrO2-Al2O3复合氧化物的合成及其性能研究

采用表面活性剂改性的沉淀法合成了系列掺杂钇、镧、钡的氧化锆铝复合氧化物。通过XRD、XRF、低温N2吸附和CO脉冲化学吸附等手段考察了表面活性剂、助剂、焙烧温度对复合材料结构、孔结构以及负载0.5%铑催化剂的分散性能等的影响。研究表明:与采用常规沉淀法合成的氧化锆铝复合氧化物相比,添加表面活性剂合成的样品具有更大的比表面积、孔容和适合的孔径分布。分别或同时掺杂La、Ba、Y合成的氧化锆铝复合氧化物都能抑制氧化铝的α相变,提高复合材料和催化剂表面金属Rh的高温抗烧结能力,特别是同时掺杂La、Ba、Y合成的Rh/LBYZA样品经1100℃4h焙烧后仍有17.82%的金属分散度。以LBYZA为载体制备的新鲜催化剂(600℃4h焙烧样品)在CO选择还原NO反应中NO和CO的起燃温度分别为240、243℃,完全燃烧温度分别为273、280℃,表现出较高的催化活性。

ZrO2负载Pt催化巴豆醛选择性加氢

以高比表面积ZrO2为载体,采用浸渍法制备了负载型Pt催化剂,应用于常压下气相巴豆醛加氢反应,考察了Pt负载量和H2还原温度等对巴豆醛选择性加氢性能的影响.实验结果表明,Pt负载量(质量分数)为3%的3Pt/ZrO2催化剂经500℃还原后,具有较高的巴豆醛选择性加氢性能:巴豆醛转化率为27%,巴豆醇的选择性为55%.X射线粉末衍射(XRD)分析,CO化学吸附,NH3程序升温脱附(NH3-TPD)表征结果表明Pt/ZrO2催化剂上Lewis强酸中心和适宜的Pt颗粒(约为8nm)有利于巴豆醛选择性加氢生成巴豆醇.

Pt/MoO3/ZrO2催化剂的制备及三效催化性能的研究

采用浸渍法制备了MoO_3/ZrO_2,用低温氮吸附-脱附法和NH_3-程序升温脱附法(TPD)分别对其比表面积和酸碱性进行了表征.结果表明,MoO_3/ZrO_2具有106.8m^2/g的比表面积和超强酸的性能.用等体积浸渍法制备了Pt/MoO_3/ZrO_2催化剂,在汽车尾气模拟气中考察了其对C_3H_8、CO和NO的催化活性.与传统三效催化剂Pt/La_2O_3/Al_2O_3相比较,Pt/MoO_3/ZrO_2具有更好的低温起燃性能和更宽的空燃比窗口,并显著地改善了C_3H_8在富氧状态下的转化效率.通过XRD、H_2-TPR对催化剂进行了表征,结果表明,Pt在催化剂载体上具有高度的分散性和优异的氧化还原性能.

SO4^2-/ZrO2酸性及其催化液化性能研究

通过沉淀-浸渍法制备了一系列SO42-/ZrO2固体酸催化剂,利用NH3-TPD、FT-IR及间歇式高压加氢实验考察了SO42-/ZrO2固体酸的酸性和催化液化性能。对SO42-/ZrO2固体酸的结构进行了XRD、BET及TG/DTA表征。结果表明,SO42-/ZrO2固体酸表面酸中心强度呈非均一化、连续分布,中强酸是SO42-/ZrO2主要的酸中心;煤液化反应中,SO42-/ZrO2固体酸催化作用主要表现为催化裂解,酸中心越强,催化活性越高;提高SO42-/ZrO2焙烧温度,有利于提高酸中心强度及强酸中心分布、增大煤的转化率;650℃焙烧3h,SO2-/ZrO催化活性最高,煤液化转化率达到76.77%。

ZrO2陶瓷流延浆料的流变特性的研究

本文探索了纳米ZrO2粉的流延浆料的流变特性。以体积比为1：1的丙酮和无水乙醇为混合溶剂，粘结剂选用聚乙烯缩丁醛（PVB），分散剂选用甘油三酯（TG），邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和邻苯二甲酸二辛酯（DOP）为增塑剂配置了ZrO2陶瓷浆料。研究了浆料的固相体积以及各种有机添加剂的添加量对其流变性能的影响。结果表明：固相含量为60wt％，分散剂量为1wt％，粘结剂添加量为5wt％，增塑剂与粘结剂的质量比为1—1．3，浆料流变性能良好，浆料粘度达到了2200mPa·s左右；制备出良好无缺陷ZrO2陶瓷基片。

稀土固体超强酸SO4^2-／ZrO2-SnO2-Nd2O3的制备及催化合成乙酸松油酯

采用分沉淀-共浸渍法制备了新型稀土固体超强酸SO42-/ZrO2-SnO2-Nd2O3,利用IR、TG-DTA、XRD测试技术表征了催化剂的物化性质,并用于催化乙酸酐和松油醇合成乙酸松油酯,显示了良好的反应活性和重复使用性。对反应条件进行优化的结果表明,n(松油醇)∶n(乙酸酐)=1∶1.5,反应温度50℃,反应时间5 h,催化剂用量占松油醇质量分数的2%,在此反应条件下松油醇的转化率为93%左右,产物中乙酸松油酯的含量为88%。催化剂失活主要原因是由于有机物在表面吸附,通过无水乙醇洗涤,干燥,即可再生。

稀土复合固体超强酸SO4^2-／ZrO2-2％Sm2O3催化合成乙酸辛酯

采用共沉淀法制备了稀土复合固体超强酸SO42-/ZrO2-2%Sm2O3催化剂,并对以乙酸和辛醇为原料合成乙酸辛酯的反应条件进行了探索。研究表明,当辛醇与乙酸的摩尔比为1∶2,反应时间为6h,反应温度为120℃,催化剂用量为6%辛醇的质量时,酯化率可达91.73%,选择性高达100%。研究发现,该催化剂可重复使用,并能活化再生。

不同元素掺杂ZrO_(2)基固体氧化物燃料电池电解质电性能研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)是未来的清洁能源技术之一,电解质是核心部件。ZrO_(2)基SOFC电解质中含有氧空位是氧离子传导的基础,通过在ZrO_(2)中掺杂低价金属离子能够制造氧空位。综述了不同元素掺杂ZrO_(2)基SOFC电解质电性能的研究进展,按照掺杂元素的多少分为一元、二元及多元掺杂ZrO_(2)电解质三大类,在每一大类下,根据掺杂元素的种类特点进行了细分与论述。归纳了ZrO_(2)电解质的性能和掺杂金属离子的关系,以及不同金属离子掺杂的优缺点,展望了ZrO_(2)基电解质的发展趋势。

杉木粉/ZrO2网络互穿杂化材料的制备、形态、结构与性能

用20%NaOH溶液处理一定尺寸的杉木粉,以ZrOCl2·8 H2O为无机前驱体,采用水热法将无机物组装在处理后的杉木粉的网络微孔结构中,制备了ZrO2/杉木粉杂化材料。将杂化材料在空气中经过热处理得到多孔ZrO2陶瓷。用FESEM、FTIR、XRD和TGA研究了杉木粉和杂化材料的形态、化学与结晶结构和热稳定性。结果表明：处理后的杉木粉显现出清晰的管胞与纹孔的网络微孔结构,纤维素中的部分氢键被破坏,结晶度下降,反应活性得以提高;在水热条件下,无机前驱体渗透到了杉木粉的微孔结构中,氧氯化锆水解后的羟基与杉木粉中的羟基发生了缩合反应,最终形成了无机/有机垂直互穿网络结构。杂化材料的热稳定性优于杉木粉,热分解温度从282℃提高到298℃。多孔ZrO2陶瓷材料具有笼状结构,孔径约在10-20μm之间。

ZrO2-Al2O3复合载体的制备方法对Pd基催化剂加氢脱硫性能的影响

采用连续流动微反装置考察了ZrO2-Al2O3复合载体制备方法对Pd基催化剂加氢脱硫性能的影响,并采用XRD,TPR,H2-TPD,NH3-TPD和H2吸附等技术对催化剂进行了表征。结果表明,复合载体的制备方法对Pd基催化剂加氢脱硫性能有较大的影响,与浸渍法相比,溶胶-凝胶法制备的复合载体增强了活性组分与载体的相互作用,有利于Pd分散度的增大和催化剂酸量的增加,从而有利于Pd基催化剂活性的提高。

超声波对Ni-ZrO2纳米复合镀层微观结构和显微硬度的影响

在超声作用条件下以复合电镀法制备了Ni-ZrO_2纳米复合镀层,用X射线衍射仪和扫描电镜分别对镀层的结晶取向和表面形貌等微观结构进行了分析,并对镀层的显微硬度进行了测试。结果表明:与不加超声相比,在超声作用下制备的Ni-ZrO_2纳米复合镀层也在(2 0 0)晶面形成择优取向,但其晶面相对织构系数明显提高,达到93%;由于超声强力搅拌和超声空化效应,在超声作用下制备的Ni-ZrO_2纳米复合镀层的晶粒尺寸细小、组织均匀致密;其显微硬度较高,达到602 HV,比无超声(497 HV)时的有大幅度提高。

WO3／ZrO2催化烷烃异构化反应研究进展

介绍了WO3/ZrO2固体超强酸催化剂几种常用的制备方法,概述了制备条件对WO3/ZrO2结构及其对烷烃异构化催化性能的影响,综述了WO3/ZrO2及改性的WO3/ZrO2固体超强酸催化剂催化烷烃异构化反应的研究进展。结果表明,WO3/ZrO2固体超强酸对烷烃异构化反应具有较好的催化性能,催化剂中WO3含量、焙烧温度及ZrO2晶型是影响催化性能的主要因素。还简要介绍了WO3/ZrO2表面结构,预测了WO3/ZrO2固体超强酸催化剂今后的研究重点。

纳米ZrO2对热喷涂尼龙1010涂层非等温结晶与熔融行为的影响

利用火焰喷涂法制备了尼龙1010(PA1010)/n-ZrO2复合涂层,采用差示扫描量热法(DSC)对复合涂层的非等温结晶过程、熔融行为进行了分析。结果表明,纳米ZrO2粒子的加入不仅能提高复合涂层的结晶速率和结晶温度,而且使复合涂层的熔融峰肩峰的熔融温度高于纯PA1010涂层。结论:纳米ZrO2粒子具有成核剂的作用,诱导尼龙大分子结晶,使其结晶能力及结晶的完善程度提高。

热障涂层用氧化物稳定的ZrO2陶瓷材料研究现状

综述了氧化物稳定的热障涂层用ZrO2陶瓷的研究情况。指出氧化物稳定的ZrO2陶瓷材料主要适用于在1000℃左右工作的热障涂层,而不易用作新型高温热障涂层表面陶瓷层材料。随着航空发动机技术的发展,化学式为A3+2B4+2O7焦绿石结构的陶瓷材料有望替代氧化物稳定的ZrO2陶瓷,根据声子导热理论和晶体化学原理,选用合适的氧化物对A3+2B4+2O7型陶瓷材料进行掺杂进一步降低其热导率并改善热膨胀系数,将为热障涂层技术应用开辟广阔的空间。