新型纳米光催化剂La^(3+)/S/TiO_2的制备及其可见光活性研究

采用沉淀-浸渍法合成了一种新型La3+和S共掺杂TiO2纳米复合光催化剂。通过紫外-可见(UV-Vis)漫反射、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等手段对其物相组成、晶粒尺寸、结晶形态和吸光性能进行了表征。以活性艳蓝198染料溶液为模拟废水,对La3+/S/TiO2纳米复合光催化剂的活性进行了评价。相对于单一的TiO2,S掺杂的TiO2和La3+掺杂的TiO2光催化剂,La3+/S/TiO2纳米复合光催化剂颗粒的粒径更小,光的吸收边发生了更大程度的红移。在波长λ>400 nm的可见光光照下,具有最高的光催化活性。

S、La^3＋共掺杂TiO2的制备及其可见光下光催化制氢性能

采用溶胶-凝胶法制备了S、La3+共掺杂TiO2可见光光催化剂.通过UV-Vis DRS、XRD、XPS、电化学等手段对催化剂进行了表征.以可见光光催化制氢为探针反应考察了催化剂的活性.结果表明:两种元素掺杂没有改变TiO2的晶型,但掺杂后增强了TiO2晶格畸变;La3+掺杂显著地提高了S/TiO2的可见光活性.相对于纯TiO2和S/TiO2,S、La3+共掺杂时TiO2的粒径更小,平带电位负移更明显,光的吸收边带红移更显著.当S、Ti的量比n(S)/n(Ti)为5∶1、La3+掺杂量(质量分数)为0.75%、煅烧温度为450℃时,La3+/S/TiO2的光催化活性最高.

稀土固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)催化合成异戊酸异戊酯

在固体超强酸SO2 -4/TiO2 /La3 +的催化下,异戊酸与异戊醇直接酯化,再经过滤、蒸馏制得合格的异戊酸异戊酯,其最佳工艺条件为:催化剂添加量0 9% ,异戊醇与异戊(酸)摩尔比=1 5∶1 0 ,反应温度130℃,反应时间3h ,异戊酸转化率为98% ,催化剂易分离。

稀土复合固体酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)催化合成马来酸二辛酯

研究了固体超强酸SO2 - 4/TiO2 /La3+用于合成马来酸二辛酯。并与硫酸对甲苯磺酸的催化效果比较。考察了Ti/La物质量比、硫酸浓度、焙烧温度对催化剂活性和反应时间对酯化反应的影响。结果表明 :当Ti/La物质量比为 6∶1、浸渍液硫酸浓度为 1 8mol/L、在5 5 0℃下焙烧时具有最高的催化活性 ,用于马来酸酐和正辛醇的酯化反应可得无色透明的酯化产物 ,3h内酯化率达 96 9%。

稀土固体超强酸SO_(4)^(2-)-La^(3+)/TiO_2催化合成丁醛乙二醇缩醛

以稀土固体超强酸SO2- La3+/TiO 为催化剂,丁醛和乙二醇为原料合成丁醛乙二醇缩醛,探讨了 SO2- -La3+/TiO2催化剂对缩醛反应的催化活性,较系统地研究了原料比、催化剂的用量、催化剂的焙烧温度以及反应时间对产品收率的影响。实验表明:在焙烧温度为500℃时,制得的催化剂活性最高;在n(乙二醇)/n(丁醛)=1.8,催化剂的用量为反应物料总质量的1.5%,环己烷为带水剂,反应时间2.0h的优化条件下丁醛乙二醇缩醛的收率可达到89.5%。

SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)催化合成季戊四醇三丙烯酸酯

以自制的稀土改性固体超强酸SO2-4/TiO2/La3+为催化剂,通过酸醇直接酯化合成了季戊四醇三丙烯酸酯(PETA),研究了反应条件对产率的影响、催化剂的制备条件对其催化活性的影响,得到较佳工艺条件,并简单探讨了催化剂的表面组成特征及催化机理。结果表明:当酸醇摩尔比为3 5∶1,催化剂、阻聚剂用量分别为2%、1 5%(以酸、醇总质量计),甲苯用量为55%(反应物总质量计),120℃左右反应3h,产率可达78 5%;该固体酸催化剂可代替浓硫酸,是一种具有广泛应用前景的环境友好型催化剂。

固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)催化合成二甲基丙烯酸丁二醇酯

以自制稀土改性固体超强酸SO2-4/TiO2/La3+为催化剂,高效合成了二甲基丙烯酸丁二醇酯。比较了不同催化剂的催化活性,并考察了固体酸的制备条件及酯化反应条件对催化活性的影响,得到最佳合成条件为:SO2-4/TiO2/La3+于500℃下活化3h,n(酸)∶n(醇)=2 8∶1,阻聚剂、催化剂质量分数分别为1 0%和1 2%,反应温度维持在120℃左右反应2h左右,酯化率可达92 0%。

稀土固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)合成氯乙酸丙酯

本文研究了以稀土固体超强酸为催化剂 ,氯乙酸与丙醇反应合成氯乙酸丙酯。考察了诸因素对酯收率的影响。实验结果表明 :SO2 -4/TiO2 /La3 +是合成氯乙酸丙酯的良好催化剂。最适宜的反应条件为 :氯乙酸与丙醇的量比为 1∶1.5 ,催化剂的用量占反应物总重量的 2 .5 % ,反应温度 10 0～ 110℃ ,反应时间 2h ,在上述条件下 ,酯收率达到 87.1%。

纳米稀土固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)的制备及催化合成尿囊素的研究

用纳米稀土固体超强酸SO42-/TiO2/La3+为催化剂,以尿素和乙二醛为原料合成了尿囊素。考察了原料配比、pH值、活化温度、硫酸浓度对催化剂催化活性,以及原料配比、反应温度、反应时间、催化剂用量对尿囊素合成的影响。

稀土固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)催化合成邻苯二甲酸二丁酯

研究了以稀土固体超强酸SO2-4/TiO2/La3+为催化剂,邻苯二甲酸酐和正丁醇为原料合成邻苯二甲酸二丁酯,并考察了影响反应的因素。结果表明:醇与苯酐物质的量之比为4.5∶1,催化剂用量为苯酐用量的1.6%,带水剂体积为正丁醇体积的3/5,反应时间2.5h时,反应效果最佳,其酯化率可达93.6%。

La^(3+)-TiO_2/SiO_2复合纳米粉光催化降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同La3+掺杂量的TiO2/SiO2复合光催化剂,通过TG/DTA、XRD、SEM、UV-vis以及比表面仪等技术表征了这些纳米粉的物化性质及微观结构,并研究了其对亚甲基蓝紫外光照射降解的光催化活性。结果表明:La3+-TiO2/SiO2前驱体经500℃煅烧2h后,得到锐钛矿型氧化钛复合光催化剂。当La3+掺杂量不超过4%(摩尔百分比,下同)时,随着La3+掺杂量增多,复合粒子的尺寸减小,比表面积增大,紫外可见吸收光谱红移。La3+最佳掺杂量为4%,此时所形成的La3+-TiO2/SiO2光催化剂分散性好、尺寸分布较窄,经150min光照后对亚甲基蓝的降解率达76%,比未掺杂La3+的TiO2/SiO2的降解率提高了16%。

稀土固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)合成氯乙酸异辛酯

以稀土固体超强酸SO42-/TiO2/La3+为催化剂,氯乙酸与异辛醇为原料合成氯乙酸异辛酯,系统地研究了原料量比、催化剂用量、反应时间诸因素对产品收率的影响。实验结果表明:SO42-/TiO2/La3+是合成氯乙酸异辛酯的良好催化剂,在n(异辛醇)/n(氯乙酸)=1.3,催化剂的用量为酸质量的3.0%,环己烷的用量为反应物总摩尔数的10%,反应时间3.0,氯乙酸异辛酯的收率达到89.2%。

稀土固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)催化合成富马酸二甲酯

以固体超强酸ＳＯ_４^(２－)／ＴｉＯ_２／Ｌａ^(３＋)为催化剂，富马酸和甲醇为原料合成富马酸二甲酯，考察了影响反应的因素。结果表明：ｎ（醇）：ｎ（酸）＝６：１；催化剂用量为对０．１ｍｏｌ富马骏耗１．０ｇ催化剂，二氯甲烷为溶剂；在回流温度下反应４ｈ，酯化率达９４％以上。

固体超强酸La^(3+)-SO_4^(2-)/TiO_2-Fe_2O_3催化合成对羟基苯甲酸丁酯

以固体超强酸La3+-SO42-/TiO2-Fe2O3为催化剂合成了对羟基苯甲酸丁酯,考察了原料配比、催化剂用量、反应温度和反应时间等因素对产品收率的影响。试验结果表明:La3+-SO42-/TiO2-Fe2O3是合成对羟基苯甲酸丁酯的良好催化剂,当n(丁醇)/n(对羟基苯甲酸)=4.0,催化剂用量为对羟基苯甲酸质量的6%,反应温度120℃,反应时间4.0 h,对羟基苯甲酸丁酯的收率达到89.27%。

SO_4^(2-)/TiO_2/La^(3+)固体超强酸催化合成乙酸乙酯的研究

制备了SO2 -4 /TiO2 /La3 + 固体超强酸 ,并将其用于催化乙酸和乙醇的酯化反应 ,考察了影响反应的各种因素 ,获得了适宜的反应条件 .

La^(3+)-Fe^(3+)共掺杂纳米TiO_2粉体的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La3+-Fe3+共掺杂的TiO2纳米粉体,并以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能。通过XRD和TEM等测试技术对样品的晶型、形貌和粒径尺寸进行了表征。结果表明,La3+-Fe3+共掺杂制备的TiO2粉体最佳热处理温度为550℃,结晶完整、主晶相为锐钛矿型,平均粒径约为20 nm;掺杂使TiO2吸收带发生红移,光催化性能增强;共掺杂体系的最佳量为n(La3+)∶n(TiO2)=0.05%,n(Fe3+)∶n(TiO2)=0.5%。共掺杂的TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应2 h降解率达到98.72%,优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO2粉体。复合掺杂光催化剂对亚甲基蓝的降解遵循一级动力学方程。

稀土固体超强酸S_2O_8^(2-)/Sb_2O_3/La^(3+)的制备及催化性能研究

以SbCl3为原料经醇化水解制得Sb2O3前体氧化物,通过浸渍一定量的(NH4)2S2O8和掺杂La(NO3)3制备了一种新型催化剂S2O82-/Sb2O3/La3+。以催化合成乙酸苄酯为探针反应,考察了不同制备条件对催化剂性能的影响。结果表明,1.5 mol/L的(NH4)2S2O8和2.71%La(NO3)3混合溶液浸渍锑前体氧化物,经110℃烘干后,于500℃焙烧3h所得催化剂(SSL2.71-3-500)活性较好。同时,考察了催化剂的稳定性以及对不同酯化反应的作用规律。用Hammett,IR,DTA/TGA,XRD等手段对催化剂进行了表征。

新型稀土固体超强酸S_2O_8^(2-)/Sb_2O_3/La^(3+)的制备与再生

以金属醇盐水解法制得前氧体 Sb_2O_3,采用浸渍法制备了稀土固体超强酸 S_2O_8^(-2)/Sb_2O_3/La^(3+)催化剂,以催化合成乙酸苄酯为探针反应考察了催化剂的制备条件。结果表明:以1.5 mol/L 的(NH_4)_2S_2O_8 和ω[La(NO_3)_3]=2.71%的 La(NO_3)_3混合液浸渍锑前氧体,经110℃烘干,于500℃焙烧3 h 所得催化剂活性较好。采用了 TG/DTA 考察了催化剂的失活原因,其最佳再生方法是:用无水乙醇洗涤,500℃焙烧再生。

溶胶-凝胶法制备La^(3+)、碳纳米管掺杂纳米TiO_2及光催化性能

采用溶胶-凝胶法,分别制备了不同掺杂量的La3+掺杂TiO2、多壁碳纳米管掺杂TiO2及La3+与碳纳米管共掺杂纳米TiO2粒子.通过紫外光照射甲基橙溶液的光催化降解实验,研究了掺杂对TiO2光催化活性的影响.实验表明,适量的La3+掺杂可以提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂浓度为La3+摩尔分数等于0.08%,碳纳米管掺杂也可以提高TiO2的光催化活性,La3+与碳纳米管共掺杂TiO2具有最高的光催化活性.10%(碳原子的摩尔分数)碳纳米管、0.08%La3+(摩尔分数)共掺杂TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率达到84%,而纯TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率只有约53%.X衍射图谱和透射电镜分析表明,制得的TiO2均为锐钛矿型,晶粒直径约为8~25 nm.

糠醛液相加氢用Mo改性Ni-B/TiO_2-Al_2O_3(S)非晶态合金催化剂

以溶胶-凝胶法制备复合载体TiO2-Al2O3(S)负载非晶态Ni-B合金用于催化糠醛液相加氢反应,并研究了Mo对催化剂的改性作用.采用ICP(等离子发射光谱)、DSC(差示扫描量热)、N2吸附、TPR(程序升温还原)和TPD(程序升温脱附)等技术对催化剂进行了表征.研究结果表明,与单一氧化铝载体相比,复合载体负载的Ni-B合金催化性能明显提高,这是由于在同样的制备条件下,复合载体负载的Ni-B中Ni含量更高,同时TiO2分散到了!-Al2O3的孔中,堵住了部分细孔,有利于产物糠醇扩散出来,防止深度加氢.Mo能提高Ni-B/TiO2-Al2O3(S)的热稳定性,增大Ni的负载量,使部分氧化态物种变得易于被还原,表面出现新的加氢活性中心,并增加化学吸附中心数,减弱吸氢强度,因而显著提高了Ni-B/TiO2-Al2O3(S)的活性;Mo添加使Ni-B/TiO2-Al2O3(S)的平均孔径及总孔容均增大,有利于产物糠醇扩散出来,还能使糠醇更易从催化剂的表面脱附,防止其深度加氢,因而提高了糠醇的选择性.当Mo含量为1.25%时,糠醛转化率、糠醇选择性都达到了100%.