固体酸SO_(4)^(2-)-/ZrO_(2)-γ-Al_(2)O_(3)的制备及其催化合成癸二酸二辛酯的研究

本研究采用沉淀-浸渍法制备了SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-γ-Al_(2)O_(3)固体酸催化剂,以癸二酸和异辛醇的酯化反应为探针反应,确定了SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-γ-Al_(2)O_(3)固体酸催化剂的最佳制备条件。实验分别考察了焙烧温度、焙烧时间、硫酸浸渍浓度、硫酸浸渍时间、陈化温度对催化活性的影响,并进一步考察了催化剂的循环使用性能。结果表明:焙烧温度为600℃、焙烧时间为5 h、硫酸浸渍浓度为0.6 mol/L、硫酸浸渍时间为9 h、陈化温度为-20℃时,制备出的SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-γ-Al_(2)O_(3)固体酸催化剂具有较好的催化活性,癸二酸的酯化率可以达到99.66%,催化剂循环使用5次后,酯化率降至90.54%。

Ni/ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)催化剂催化沼气蒸汽重整制氢性能研究

沼气蒸汽重整是重要的制氢方式,开发高效稳定的催化剂是其规模化应用的重要环节。基于此,采用连续浸渍法制备了一系列基于ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)复合载体的Ni基催化剂,对其进行了沼气蒸汽重整制氢催化性能测试。利用N_(2)吸/脱附、XRD等表征方法,分析了催化剂的织构性质、晶相组成等。探究了催化剂的物理结构和化学性质对沼气蒸汽重整制氢的影响机制,并探讨了焙烧温度与金属助剂Fe对催化剂催化性能的影响。结果表明,在700°C、空速12000 h^(-1)条件下,焙烧温度为550°C制得的Ni/ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)表现出突出的催化性能,CH_(4)转化率和H_(2)产率分别稳定在89.94%和81.49%。ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)复合载体相比于Al_(2)O_(3)载体增大了催化剂的比表面积,促进了平均粒径较小的Ni在载体表面的高度分散,进而提高了催化剂的催化沼气蒸汽重整制氢性能。焙烧温度可以调控催化剂的比表面积和孔体积,焙烧温度为550°C制得的Ni/ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)的比表面积和孔体积比焙烧温度为700°C制得的Ni/ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)大。Fe与ZrO_(2)的耦合改性提升了催化剂的还原性能,生成了更多高活性Ni^(0),有利于甲烷干重整制氢反应的发生,调控了气体产物中的n_(H_(2))/n_(CO)。

Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-WO_(3)固体超强酸催化剂的制备及其异构化性能评价

在Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)固体超强酸中引入WO_(3)制备了Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-WO_(3)固体超强酸催化剂,采用N 2吸附-脱附、XRD、TPD、TPR和Py-IR等手段对所制备催化剂进行了分析表征;在5 mL连续固定床反应装置上,考察了WO_(3)含量对Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-WO_(3)催化剂作用下正己烷临氢异构化反应活性的影响。结果表明:WO_(3)的引入能够显著调节Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-WO_(3)催化剂中四方晶相ZrO_(2)含量、比表面积、孔体积、平均孔径和酸量等,使暴露在催化剂表面的活性中心明显增加;在反应温度240℃、反应压力2.0 MPa、体积空速1.0 h-1、氢气/正己烷体积比600的条件下,WO_(3)质量分数16%的Pt-SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-WO_(3)催化剂的异构化活性最高,正己烷转化率为82.27%,异构化率为81.32%,二甲基丁烷选择性为34.28%。

LaNbO_(4)掺杂对Na-β"-Al_(2)O_(3)固态电解质性能的改善

离子导体陶瓷材料的高断裂强度和优异热稳定性对于解决目前困扰碱金属电池发展的热失控问题具有重要意义,但其在室温下表现出的较高离子传输阻力限制了全固态电池的实际性能。以Na-β"-Al_(2)O_(3)(SBA)这一具备独特层状二维Na^(+)传导结构的离子导体陶瓷为研究对象,通过合成具备“微弹性”特点的LaNbO_(4)陶瓷作为第二相来对SBA的晶粒间隙进行填充修饰,以改善SBA在室温下的离子传导性能。结果表明,0.50 wt.%的LaNbO_(4)掺入量对SBA的提升效果最佳,修饰后的SBA室温离子电导率达到了2.061 mS·cm^(-1)。对应的活化能也从纯相SBA的0.1714 eV降低到了0.1545 eV。陶瓷横截面的SEM图像表明,合适比例的LaNbO_(4)掺入不仅提高了SBA的烧结致密度,也改善了SBA的晶体生长趋势,因此修饰后的SBA的阻抗值发生了降低。在室温全固态对称钠电池的恒流循环实验中,使用掺杂SBA组装的对称电池能够以更低的电压运行也从实验层面上印证了上述观点。

CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)复合材料的制备及其在含日落黄废水处理中的应用

制备了铁酸钴-氧化铝(CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3))复合材料,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积和孔径分析仪对多孔CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)复合材料的物相和形貌进行了分析.利用制备的CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)复合材料活化过硫酸氢钾(PMS)来降解废水溶液中的日落黄(SY),通过研究CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)材料制备过程中Co^(2+),Fe^(3+)和Al^(3+)的物质的量之比、煅烧温度和时长对材料催化性能的影响,发现Co^(2+),Fe^(3+)和Al^(3+)的最佳物质的量之比为1∶2∶12,最佳煅烧温度为400℃和最佳煅烧时长为3 h.对采用在最优条件下制得的CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)复合材料作为催化剂,PMS氧化降解含日落黄废水进行研究,考察了pH值、温度、不同体系、PMS用量、CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)材料用量和一些阴离子对日落黄降解的影响.结果表明:在pH=7,温度为55℃条件下,用0.1 g催化剂和0.125 g PMS能使100 mL质量浓度为0.6 g·L^(-1)的日落黄溶液在30 min内降解率达到99.5%.同时,碳酸氢根负离子(HCO3-)和硝酸根负离子(NO_(3)^(-))的加入抑制了日落黄的降解,而Cl^(-)则能促进日落黄的降解.此外,在进行4次循环使用后,CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)仍表现出很好的催化性能,日落黄去除效果仍能达到90%以上.

CaO对MgAl_(2)O_(4)材料和ZrO_(2)-MgAl_(2)O_(4)材料侵蚀机制研究

为了研究CaO对MgAl_(2)O_(4)材料和ZrO_(2)-MgAl_(2)O_(4)材料的侵蚀机制,以MgAl_(2)O_(4)微粉、脱硅锆微粉和分析纯碳酸钙为原料,将碳酸钙煅烧、粉碎后得CaO微粉,以MgAl_(2)O_(4)粉和CaO粉质量比为4∶1制备了MgAl_(2)O_(4)材料,以脱硅锆粉、MgAl_(2)O_(4)粉、CaO粉质量比为3∶4∶1制备了ZrO_(2)-MgAl_(2)O_(4)材料,并分别于1500、1600、1700℃保温3 h煅烧。利用相图和热力学计算分析了体系中可能发生的反应,利用XRD和SEM分析了烧后试样的物相组成和显微结构。结果表明:对于MgAl_(2)O_(4)材料,CaO与MgAl_(2)O_(4)会反应生成低熔点CaO·Al_(2)O_(3)和12CaO·7Al_(2)O_(3)。对于ZrO_(2)-MgAl_(2)O_(4)材料,大量CaO与ZrO_(2)反应生成高熔点c-ZrO_(2)和CaZrO_(3),而剩余少量CaO与MgAl_(2)O_(4)反应生成CaO·Al_(2)O_(3),减少了低熔点相的生成。

硫酸负载对Pt/SO_(4)^(2-)-(ZrO_(2)-Al_(2)O_(3))催化剂性能的影响

采用共沉淀-浸渍法制备了系列硫酸负载催化剂Pt/SO_(4)^(2-)-(ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)),利用X射线衍射仪、物理吸附仪、红外光谱仪等对其进行了表征,并在固定床微型反应装置上对其催化异丁烷正构化反应性能进行了评价。结果表明:硫酸单层分散于载体表面,硫酸负载不利于四方晶相ZrO_(2)长大;随着硫酸负载量的增加,催化剂介孔结构的有序性增强且孔径减小,孔径最小降为3.41 nm,孔容可提高至0.091 cm^(3)/g,比表面积增至100 m^(2)/g以上;在反应温度为250℃的条件下,硫酸负载量为15%时,异丁烷转化率高达41.74%;硫酸负载量为2%时,正丁烷选择性最高为93.91%。

SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3及载Pt催化剂上正丁烷异构化反应

研究了 SO2 - 4/ Zr O2 -Al2 O3及 Pt-SO2 - 4/ Zr O2 -Al2 O3固体超强酸催化剂与制备条件的关系 ,探讨了催化剂表面结构及晶化程度 ,并在 N2 活化条件下用脉冲色谱法考察了催化剂催化正丁烷异构化反应活性 .结果表明 ,添加 Al可提高催化剂的催化活性 ,降低反应温度 ,载铂对提高催化剂的活性和稳定性更为有效 .

Pt/SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化正己烷异构化反应中的失活研究

制备了Pt/SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3(Pt SZA)催化剂,考察了Pt SZA在正己烷异构化反应中的失活与再生问题,并通过XRD、Raman、TG、IR和TPO-MS等手段对失活前后催化剂的晶相、硫质量分数和积碳量进行表征。结果表明:在165℃反应550 min后,Pt SZA催化剂几乎完全失活。失活前后催化剂的晶相结构和硫质量分数没有明显变化,失活催化剂上仅有微量积碳生成,高温氢气和空气再生处理消除了失活催化剂上少量的积碳,催化活性得到完全恢复,催化剂上微量积碳的产生是催化剂失活的主要原因。

ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))含量对Mo-12Si-8.5B-ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))复合材料高温氧化性能的影响

为了研究ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))含量对Mo-12Si-8.5B-ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))复合材料高温氧化性能的影响,利用机械合金化与放电等离子烧结制备了ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))含量为0~10 mass%的Mo-12Si-8.5B-ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))复合材料,研究了其在800、1000和1200℃下的高温氧化行为。结果表明:复合材料在800℃时均发生显著氧化,质量损失持续增加;随着ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))含量的增加,氧化质量损失速度降低,复合材料的抗氧化能力提升;低ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))含量(0~2.5 mass%)的复合材料在1000和1200℃下具备优异的抗氧化性;高ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))含量(5~10 mass%)的复合材料在1000℃下氧化严重,在1200℃发生灾难性氧化。

复合固体超强酸SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2 O_3-V_2O_5的制备及催化性能研究

介绍了复合固体超强酸催化剂SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-V_2O_5的制备方法,用红外光谱、XRD、DSC-TGA、BET等多种方法对制备的催化剂进行表征。考察了催化剂制备条件如晶化温度、偏钒酸铵溶液浸渍前后焙烧与否以及V_2O_5的引入对催化剂活性的影响。结果表明,在晶化温度-10℃、偏钒酸铵溶液浸渍前后分别焙烧后制备的SO_4^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-V_2O_5催化剂具有最强的酸性和催化活性,用于乙酸正丁酯合成时酯化率达98.5%,并且有较高的稳定性。

制备条件对Pt-S_2O_8^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3异构化催化性能的影响

为了考察复合载体固体超强酸催化剂的异构化性能,以正戊烷异构化为探针反应,考察了焙烧温度、Al2O3质量分数、浸渍溶液(NH4)2S2O8的浓度、Pt质量分数、活化温度等制备条件对Pt-S_2O_8^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3异构化催化活性的影响,并采用XRD、BET、FT-IR、TG-DTA、NH3-TPD等手段对催化剂进行了表征。结果表明,当Al2O3质量分数2.5%、Pt质量分数0.10%、0.75 mol/L(NH4)2S2O8溶液浸渍、650℃焙烧、300℃活化时,Pt-S_2O_8^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化剂的异构化催化活性最高。在240℃、2.0 MPa,氢气/正戊烷的摩尔比为4,质量空速为1.0 h-1的反应条件下,该催化剂上正戊烷异构化反应的异戊烷产率为60.2%。

纳米Fe_(3)O_(4)-PO_(4)^(3-)/ZrO_(2)催化制备文冠果生物柴油

采用共沉淀法制备纳米Fe_(3)O_(4)-PO_(4)^(3-)/ZrO_(2)固体酸催化剂,利用X-射线衍射(XRD)、N_(2)吸脱附、红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)对催化剂的结构进行表征,探讨了纳米Fe_(3)O_(4)加入量、焙烧温度和时间对固体酸催化剂性能的影响。考察了纳米Fe_(3)O_(4)负载量、醇油摩尔比、反应温度和反应时间对制备文冠果生物柴油的影响。结果表明,当Zr(OH)4与纳米Fe_(3)O_(4)摩尔比为3∶1,焙烧温度为750℃,焙烧时间为3 h时,纳米Fe_(3)O_(4)-PO_(4)^(3-)/ZrO_(2)固体酸催化剂的催化性能最佳,生物柴油酯化率达85.4%。当催化剂的用量为油重的1%,醇油摩尔比为9∶1,反应温度为80℃和反应时间为4 h时,文冠果生物柴油的转化率可达到92.8%。

ZrO_(2)-Y_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)系统的拉曼光谱

测试了 6 0 % Zr O2 (4 .0 5 % Y2 O3) - 40 %α- Al2 O3(ZYA) (百分数全为重量比 )粉末样品受机械压力前后的拉曼光谱和纯 Zr O2 粉末样品的拉曼光谱 .样品光谱的对比研究表明 ,四方相 Zr O2 受到 5 0 MPa的冲压后 ,约 6 4%转化为单斜相 ,由此证明了四方相 Zr O2 陶瓷基质的相变增韧机制 .文中同时给出了不同相 Zr O2

SO_(4)^(2)-/TiO_(2)-Al_(2)O_(3)复合固体超强酸催化合成富马酸二甲酯

在复合固体超强酸 SO42 - / Ti O2 - Al2 O3催化下 ,由富马酸与甲醇合成富马酸二甲酯。考察了催化剂用量、原料配比等因素对产物收率的影响 ,确定了酯化最佳条件为 :醇酸比 6∶ 1,反应时间 4h,催化剂用量 3g,该条件下 ,产物收率达 91.4%。

ZrO_(2)-(NH_(4))_(3)PW_(12)O_(40)光催化降解罗丹明B

采用水热沉淀法制备了ZrO_(2)-(NH_(4))_(3)PW_(12)O_(40)复合光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、UV-Vis DRS和FTIR等技术对催化剂进行了表征,并通过光催化降解罗丹明B(RhB)评价其光催化性能。实验结果表明:ZrO_(2)与(NH_(4))_(3)PW_(12)O_(40)的配比对催化剂的形貌和光催化性能均有影响,当n(Zr)∶n(W)=1∶5时催化剂的分散性好,光催化活性较高;紫外光照射90 min后,RhB的降解率达到96.69%;重复使用4次后,该催化剂仍保持较高的催化活性。

ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)复合氧化物催化反应精馏合成碳酸二甲酯

采用共沉淀法制备了一系列不同Al_(2)O_(3)含量的ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)复合氧化物,并在催化精馏实验装置中考察了该催化剂在碳酸丙烯酯(PC)与甲醇酯交换制备碳酸二甲酯(DMC)过程中的催化性能。通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、CO_(2)程序升温脱附(CO_(2)-TPD)和NH_(3)程序升温脱附(NH_(3)-TPD)等手段对所制备的催化剂进行了表征。结果表明,催化剂表面存在的酸碱性位点是制约PC与甲醇酯交换性能的重要因素。复合氧化物中Al_(2)O_(3)含量可以有效调控催化剂的结构特征和表面的酸碱性质,不同于Zr O_(2)或Al_(2)O_(3)单金属催化剂,复合氧化物Zr O_(2)-Al_(2)O_(3)在合成过程中形成了稳定的固溶体结构,导致催化剂表面弱酸量增加,并产生了强碱位点。数据分析表明,催化剂表面的强碱和弱酸含量高时,其催化活性高,说明该反应具有酸碱协同催化作用。当Zr/Al比为1时,弱酸和强碱量均达到最大值,PC的转化率和DMC选择性可达到98.14%和99.96%。催化剂在经过12次循环使用后依旧保持较高的活性,具有良好的结构稳定性。

固体超强酸SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)-La_(2)O_(3)催化合成水杨酸乙酯

本文研究了以稀土改性纳米固体超强酸SO/ZrO-LaO为催化剂,以水杨酸和乙醇为原料,通过酯化反应合成水杨酸乙酯,并考察了酯化反应时间、温度、醇酸比、以及催化剂用量对酯产率的影响。实验结果表明,当酯化反应温度为90℃,催化剂用量为水杨酸质量的10%,反应物酸醇比(物质的量之比)为1︰4,酯化反应时间4 h时,反应的酯化率可最高达到91.3%。研究发现,该催化剂活化再生后可重复使用,能保持很好的催化活性。

NaAlCl_(4)/γ-Al_(2)O_(3)@ZSM-5核壳复盐催化剂的制备及其歧化反应性能研究

用水热合成法,以ZSM-5分子筛(Si/Al=150)为壳,对γ-Al_(2)O_(3)表面进行修饰,构筑γ-Al_(2)O_(3)@ZSM-5核壳载体;通过高温浸渍负载法,将NaAlCl_(4)负载在γ-Al_(2)O_(3)@ZSM-5核壳载体表面。研究NaAlCl_(4)负载比例、AlCl_(3)溶液的浸渍时间及催化剂的用量对一甲基二氯硅烷、三甲基二氯硅烷歧化制备二甲基二氯硅烷反应影响。结果表明,在反应温度200℃时,复盐负载比例为8%,AlCl_(3)浸渍时间3 h,催化剂用量0.6 g时,催化性能最好,二甲基二氯硅烷的产率为68.38%。

高效介孔Co_3O_4/CeO_2-Al_2O_3低温催化氧化甲醛性能研究

以介孔CeO_2-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备了系列介孔Co_3O_4/CeO_2-Al_2O_3催化剂,该系列催化剂对甲醛的低温催化氧化反应有显著的催化效果。考察了催化剂中Co_3O_4的质量分数对催化剂的催化性能的影响。实验结果表明,当Co_3O_4的质量分数为8%时,催化剂在60℃使甲醛完全氧化为CO_2和H_2O。同时,对样品进行了程序升温还原(H_2-TPR)表征,发现介孔8%Co_3O_4/CeO_2-Al_2O_3催化剂具有较强的还原能力。