TiO2-ZrO2复合氧化物的制备与表征

采用共沉淀法制备了TiO2-ZrO2复合氧化物和单一的TiO2、ZrO2粉体,不同温度下煅烧后得到样品。用N2吸附、X-射线衍射仪、热重-差示扫描量热法对样品进行了表征。考察了单一组分与复合氧化物结构性能的差别以及煅烧温度对复合氧化物性能的影响。结果表明:550℃煅烧2h后,单一TiO2、ZrO2分别是结晶良好的锐钛矿和单斜相(含少量四方相),而TiO2-ZrO2复合氧化物依然是无定型结构且具有较大的比表面积(190.15m2/g)。600℃煅烧后TiO2-ZrO2复合氧化物中出现了ZrTiO4晶型。随煅烧温度的升高,复合氧化物的比表面积出现了明显的下降(190.15～19.16m2/g)。DSC-TG曲线给出了TiO2、ZrO2以及TiO2-ZrO2的相转变温度,分别为440.2℃、445.7℃、713.5℃。

焙烧条件对B2O3/TiO2-ZrO2催化环己酮肟气相Beckmann重排反应的影响

考察了催化剂焙烧条件对B2O3/TiO2-ZrO2催化环己酮肟气相Beckmann重排反应性能的影响,确定了其最佳的焙烧条件为温度600℃、时间12 h.反应5 h内环己酮肟转化率和己内酰胺选择性的平均值分别高达99.7%和97.0%.采用N2吸附、XRD和NH3-TPD等方法,研究了焙烧温度对B2O3/TiO2-ZrO2催化剂结构和酸性的影响.结果表明,适当提高焙烧温度有利于B2O3与TiO2-ZrO2的相互作用,生成更多的Beckmann重排反应所需的中等强度酸中心,从而使催化剂的活性和选择性增大;但过高的焙烧温度又造成催化剂中大量的B2O3晶粒析出,使比表面积、酸中心数量和催化活性均明显下降.

焙烧温度对TiO2-ZrO2复合氧化物性质及其对十八醇脱水制十八烯反应性能的影响

通过在ZrO2中掺杂TiO2,并在350-500℃下焙烧,制备了系列TiO2-ZrO2复合氧化物催化剂,将其应用于十八醇脱水制十八烯反应。随焙烧温度的升高,催化剂表面的Lewis酸性位量逐渐增加,450℃焙烧的催化剂Lewis酸性位量最多,焙烧温度继续升高则Lewis酸性位量降低;催化剂中未发现Br?nsted酸性位。焙烧温度≤400℃的TiO2-ZrO2复合氧化物形成Ti-O-Zr键,呈无定形态;焙烧温度>400℃的TiO2-ZrO2复合氧化物呈单斜相和四方相ZrO2晶型。晶相结构和酸性位量综合影响催化剂的十八醇脱水性能,具有单斜相和四方相ZrO2晶型的催化剂上酸性位活性很低,具有无定形相的催化剂上酸性位活性显著增加,400℃焙烧的催化剂1-十八烯收率最高。

MnOx（x）-FeOx（0.8）/TiO2-ZrO2-CeO2催化剂的制备与脱硝性能研究

在溶胶凝胶法制备的TiO2-ZrO2-CeO2载体上负载MnOx-FeOx,考察其低温SCR催化活性及抗硫抗水能力,通过 XRD、SEM、TG、FTIR表征分析 MnOx(x)-FeOx(0.8)/TiO2-ZrO2-CeO2催化剂的微观结构及SO2和H2O对其影响作用。结果表明,MnOx(12.5%)-FeOx(0.8)/TiO2-ZrO2-CeO2催化剂表面活性组分分散性良好,且以无定形态存在。抗硫后,催化剂表面没有发现硫酸锰,只有少量的硫酸铵盐类及硫酸铈或硫酸铁生成,抗硫性能较佳,且SO2与H2O对催化剂的影响均是可逆的。180℃时催化剂的NOx去除率为92.8%,同时通入125mg/m3SO2和10%H2O240min后,NOx去除率维持在 74.5%。

MnOx-FeOy/TiO2-ZrO2-CeO2低温选择性催化还原NOz和抗毒性研究

用溶胶凝胶法制备TiO2-ZrO2-CeO2(摩尔比4∶1∶1.25)载体,柠檬酸溶液浸渍法进一步负载MnOx及MnOxFe Oy,进而合成了一种Fe掺杂的新型Mn基复合氧化物催化剂,考察其NH3选择性催化还原NO性能及抗硫性能.它在含硫氛围中有良好的低温选择性催化还原(SCR)能力和抗中毒能力,Fe的引入促进了Mn与TiO2-ZrO2-CeO2载体之间的相互作用,增加了催化剂表面Lewis酸性位点的数量.根据X射线光谱分析,Mn4+,Ce4+和吸附的氧的含量明显增加,对提高催化剂的性能非常有利.根据热重分析,在SO2和H2O同时存在的环境下,Fe的存在使硫酸铵和硫酸铈的产生量减少,抑制了锰的硫酸化,进一步提高了催化剂的抗毒性.MnOx(12.5%)-FeOy(0.8)/TiO2-ZrO2-CeO2(4∶1∶1.25)催化剂在180℃下,同时通入体积分数10%H2O和125×10-6 SO2240 min,NOz转化率可保持在75.6%.根据研究成果,新型锰基复合金属氧化物催化剂为进一步探索催化剂的SCR反应和抗毒机理提供了基础,促进了SCR工艺的工业应用.

纳米复合材料Ag/TiO_2-ZrO_2的制备及其微波增强光催化降解甲基橙

采用EO20PO70EO20(P123)作模板剂,通过溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法,并经萃取处理制备了具有光催化活性的纳米复合材料Ag/TiO2-ZrO2.用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附测定和扫描电子显微镜配合X射线能量色谱仪(SEM-EDS)等测试手段对其组成、结构及形貌等进行了表征.结果表明,复合材料Ag/TiO2-ZrO2中Ag以单质形式存在,材料具有双孔结构,颗粒分布较均匀,结构也较规整,平均孔径约为3.6和9.0nm.通过微波增强光催化降解染料甲基橙的实验,对复合材料Ag/TiO2-ZrO2的光催化活性进行了探究.实验结果表明,微波辅助光催化效果优于紫外辐射,并且萃取后的合成产物Ag/TiO2-ZrO2在90min内对甲基橙的降解率可达81.5%,其活性高于市售P25以及TiO2-ZrO2.

3DOM TiO2-ZrO2复合材料制备与多模式光催化降解有机污染物

采用溶胶-凝胶结合煅烧后处理方法,以聚苯乙烯(PS)胶球和EO20PO70EO20(P123)作为双模板剂制备了三维有序大孔复合材料3DOM Ti O2-Zr O2.通过XRD、UV-Vis/DRS、XPS、SEM以及氮气吸附-脱附等测试手段对其组成、结构与表面形貌进行了表征.同时,研究了3DOM Ti O2-Zr O2在多模式光催化条件下对有机污染物的降解情况.结果表明,3DOM Ti O2-Zr O2复合材料呈现的开放通透、整齐有序的"蜂巢状"大孔结构不仅有利于有机污染物分子的输入与输出,而且其良好的晶型结构与较高的BET比表面积进一步增强了其在紫外光、微波辅助以及模拟日光光催化降解甲基橙中的活性.同时,该复合材料对多种类型结构的有机污染物均显示一定程度的降解.

整体式V_2O_5-WO_3/TiO_2-ZrO_2催化剂用于NH_3选择性催化还原NO_x

通过共沉淀法制备不同锆掺杂量的钛锆复合载体,用分步浸渍法先后浸渍WO3和V2O5得到一系列V2O5-WO3/TiO2-ZrO2催化剂样品,采用X线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM),程序升温还原(TPR)等表征技术进行相关的表征分析,同时在模拟氨气选择性催化还原NOx(NH3-SCR)的反应条件下对催化剂的脱硝反应活性进行考察。研究结果表明:ZrO2含量为50%(摩尔分数)的催化剂具有较好的热稳定性和较宽的活性窗口。模拟烟气中含有0.08%(体积分数)的SO2时,SO2对所研究催化剂的NO脱除具有一定的促进作用。复合载体Ti0.5Zr0.5O2呈无定形态,具有较大的比表面积和孔容,微粒大小均匀,表面分散性良好;WO3和V2O5高度分散在载体的表面;ZrO2的掺入有利于提高催化剂的还原性能。

TiO_2-ZrO_2的表征及其异丙醇催化转化性能

用共沉淀法制备了TiO2-ZrO2复合氧化物.采用N2吸附、XRD、TEM、NH3和CO2吸附量热、NH3吸附红外对TiO2-ZrO2体系的结构及酸碱性等进行了表征.结果表明:与单纯的氧化物相比,形成的复合氧化物为无定形物相,有介孔结构,表面积明显提高,可达218m2·g-1;初始吸附热差别不大,但具有更多的表面B酸位;随着TiO2掺入量的增大,复合氧化物表面碱位减少.异丙醇催化转化,在无氧条件下,ZrO2、TiO2和TiO2-ZrO2复合氧化物上丙烯的选择性大于90%,说明这些氧化物具有强的表面酸性;在有氧条件下,ZrO2和TiO2丙酮的选择性达到70%～85%,主要体现为氧化还原性;而在复合氧化物上丙烯选择性增大到70%左右,丙酮的选择性下降为30%左右,表明生成的复合氧化物表面上的氧化还原性削弱,酸性增强.

固体酸催化剂S_2O_8^(2-)/TiO_2-ZrO_2合成马来酸二辛酯

The preparation of peroxodisulfated zirconia titania(PSZT) solid super acid has been investigated as function of molar ratio of Ti to Zr, impregnation time, calcination time and temperature in esterification of maleic anhydride with n octanol. The highest yield of dioctyl maleate was 98 2% at the optimum reaction conditions.

TiO_2-ZrO_2复合薄膜的制备和摩擦学性能

以ZrOCl2@8H2O和TiCl4为原料,用溶胶-凝胶法制备了高取向的TiO2-ZrO2复合薄膜,研究了复合薄膜的组成结构、表面形貌和摩擦学性能结果表明,该复合薄膜均匀致密、具有四方ZrO2结构;复合薄膜具有良好的减摩抗磨性能.在0.5 N低负荷下,复合薄膜与AISI 52100钢和Si3N4对磨时的摩擦系数为0.14～0.20,耐磨寿命大于5000次.TiO2-ZrO2复合薄膜可用作特殊工况条件下的减摩抗磨保护性涂层.

B_2O_3/TiO_2-ZrO_2催化剂上环己酮肟的气相Beckmann重排反应

用共沉淀法制备了TiO2 ZrO2 复合氧化物载体。BET、DTA、XRD表征结果表明 ,该复合载体具有较大的比表面积和较好的热稳定性。对于环己酮肟气相Beckmann重排反应制己内酰胺 ,用复合载体制备的B2 O3 /TiO2 ZrO2 催化剂 ,比分别以TiO2 、ZrO2 为载体所制备的B2 O3 /TiO2 和B2 O3 /ZrO2 催化剂具有更高的活性和选择性。实验结果表明 ,催化剂表面中等强度的酸位是环己酮肟气相Beckmann重排反应的有效活性中心。

MnOx/TiO2-ZrO2催化剂的制备及低温催化还原NO的研究

采用共沉淀法制备了TiO2-ZrO2复合氧化物,以其为载体采用等体积浸渍法制备了不同负载量的MnOx/TiO2-ZrO2催化剂.低温下以NH3为还原剂考察了催化剂选择性催化还原(SCR)NO的活性.借助N2吸附、XRD、热重-差示扫描量热法(TG-DSC)对催化剂进行微观表征和分析.结果表明,负载量为5%时,生成的MnO2高度分散,NO的转化率较高;负载量为10%和15%时,出现MnO2晶相,NO的转化率有所下降.120～240℃、体积空速为10000h-1的条件下,3种负载量的催化剂上NO转化率均大于90%.

固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2-ZrO_2催化合成己二酸二丁酯

研究了SO_4^(2-)/TiO_2-ZrO_2型催化剂的制备及其催化合成己二酸二丁酯反应。考察了催化剂焙烧温度、原料配比、反应时间及催化剂用量等因素对酯化反应的影响,较佳反应条件为:催化剂焙烧温度500℃,催化剂用量5%(以己二酸质量为基准),n(己二酸):n(正丁醇)=1:2．5,正丁醇为带水剂、在回流温度下反应4 h,酯化率可达99．35%。结果表明,SO_4^(2-)/TiO_2-ZrO_2在产物颜色、出水率和催化剂回收等方面明显优于对甲苯磺酸、浓硫酸催化剂。

SO_4^(2-)/TiO_2-ZrO_2复合氧化物固体酸催化剂的长叶烯芳构化催化性能

本工作用溶胶-凝胶法制备不同组成的SO42-/TiO2-ZrO2复合氧化物固体酸催化剂,用微型催化反应评价结合X-射线粉末衍射(XRD)、孔结构/BET表面积测试和NH3-程序升温脱附(NH3-TPD)等表征了SO42-/TiO2-ZrO2复合氧化物固体酸催化剂结构、表面酸性和长叶烯芳构化催化性能。复合氧化物固体酸SO42-/TiO2-ZrO2催化剂具有优良的长叶烯芳构化催化性能,并且其芳构化催化性能与催化剂组成和表面酸性密切相关。随催化剂中nZr/(nZr+nTi)增加,催化剂表面中等强度的酸中心量增加,芳构化产物选择性和收率明显增加,在nZr/(nZr+nTi)=0.5时达极大值。随nZr/(nZr+nTi)进一步增加,不仅催化剂表面酸中心量减少、原料转化率明显下降,而且催化剂酸强度增强,导致芳构化产物选择性和收率下降。催化长叶烯芳构化的二元复合氧化物固体酸SO42-/TiO2-ZrO2催化剂适宜的组成为nZr/(nZr+nTi)=0.5。

固体酸SO_4^(2-)/TiO_2-ZrO_2催化制备乙酰丙酸的研究

以蔗糖为原料,固体SO42-/TiO2-ZrO2为催化剂,以水为溶剂制备乙酰丙酸。研究了浸渍用硫酸浓度和催化剂焙烧温度对催化剂活性的影响,并探讨了不同反应条件及催化剂重复使用次数对乙酰丙酸得率的影响。用XRD和NH3-TPD对使用前后的催化剂的结构和酸性进行了表征。实验结果表明,1.0 mol/L硫酸浓度浸渍,550℃焙烧3 h的催化剂活性较强。在催化剂投加量为1.0 g,反应温度为190℃的条件下反应1 h,乙酰丙酸摩尔得率高达50.0%。回收的SO42-/TiO2-ZrO2催化剂焙烧后在多次重复使用过程中仍然表现出较好的催化活性。

制备方法对B_2O_3/TiO_2-ZrO_2催化环己酮肟制己内酰胺的影响

考察了载体TiO2 ZrO2 的制备方法对B2 O3 /TiO2 ZrO2 催化环己酮肟气相Beckmann重排制己内酰胺反应性能的影响。孔径分布和NH3 TPD的测定结果表明 ,以共沉淀法制备的TiO2 ZrO2 为载体所制备的催化剂具有较适宜的孔径分布和酸性 ,从而对环己酮肟气相Beckmann重排反应制己内酰胺表现出最高的催化活性和选择性。实验结果还表明 ,TiO2 ZrO2 比其它二元复合氧化物更适宜于作为环己酮肟气相Beckmann重排反应B2 O3催化剂的载体。

B_2O_3/TiO_2-ZrO_2催化环己酮肟气相Beckmann重排反应研究 Ⅳ.TiO_2-ZrO_2组成的影响

采用共沉淀法制备了不同组成的复合氧化物TiO2 ZrO2 .N2 吸附和差热分析结果表明 ,随着TiO2 ZrO2 中TiO2 含量的增加 ,其BET比表面积和晶化温度提高 ,并均在TiO2 含量为 5 0 %时达到最大值 .以TiO2 ZrO2 为载体的B2 O3 /TiO2 ZrO2 催化剂对环己酮肟气相Beckmann重排反应的催化性能表明 ,随着TiO2 ZrO2 中TiO2 含量的增加 ,己内酰胺的收率逐渐升高 ,当TiO2 含量增加至 5 0 %时 ,收率达到最大值 (96 7% ) ,之后随着TiO2 含量的进一步增加 ,己内酰胺的收率逐渐降低 .

Ti/nanoTiO_2-ZrO_2修饰电极电催化氧化葡萄糖

在无水乙醇和乙酰丙酮混合溶液中,电解Ti金属制得前驱体Ti(OCH2CH3)(4-y)(acac)y,再加入ZrCl4,将上述溶液直接水解、干燥后在450℃煅烧2h,粉体通过X射线衍射(XRD)分析表明:纳米TiO2-ZrO2粉体呈单分散结构。通过凝胶涂抹、煅烧得到高活性的Ti/nanoTiO2-ZrO2修饰电极,电子透射显微镜(TEM)测试表明,颗粒平均尺寸为30～40nm。通过循环伏安研究发现,Ti/nanoTiO2-ZrO2电极对葡萄糖氧化具有高催化活性。

WO_3/TiO_2-ZrO_2催化剂的高温脱硝性能

以复合氧化物TiO_2-ZrO_2为载体、WO_3为活性组分,制备了适用于高温烟气(500℃以上)脱硝的WO_3/TiO_2-ZrO_2型SCR脱硝催化剂,对催化剂进行了XRD表征,并考察了复合载体的组成、WO_3质量分数和高温焙烧处理对催化剂脱硝性能的影响.结果表明:WO_3/TiO_2-ZrO_2催化剂具有很好的热稳定性,经800℃高温处理后晶相结构保持不变且脱硝效率仅有微弱下降;WO_3质量分数为20%、钛锆比为7∶3和0∶10的2种催化剂具有较好的脱硝性能,能够适用于高温脱硝反应.