介孔SO42-/ZrO2的制备、表征及其催化煎炸废油合成生物柴油

采用溶胶凝胶法,使用十六烷基三甲基溴化氨(CTAB)为模板剂,正丙醇锆为锆源,(NH4)2SO4为硫化剂,经不同温度(400~600℃)煅烧制备介孔SO42-/ZrO2固体超强酸。并利用氨程序升温脱附(NH3-TPD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、N2物理吸脱附(BET)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品结构进行表征。结果显示:当煅烧温度为500℃时制备的催化剂出现明显的四方晶相,随着煅烧温度的升高,催化剂的比表面积先增加后减小,500℃时最大,比表面积为130 m2/g,孔径为3.3 nm;TEM显示所制备的催化剂均具有蠕虫状介孔结构;NH3-TPD曲线显示所制备的催化剂均具有超强酸性,500℃时酸量最大,为22 cm3/g STP。将该催化剂用于煎炸废油和甲醇酯交换制备生物柴油试验,发现500℃煅烧的催化剂具有较高的催化活性,于190℃下反应8 h生物柴油收率达到92.3%。催化剂重复利用5次后,生物柴油收率仍能达到76.3%。

介孔SO_4^(2-)/ZrO_2的制备、表征及性能

以正丙醇锆为锆前躯体,硫酸铵为硫源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,溴化钾为添加剂,按n(Zr4+)∶n(CTAB)∶n(SO24-)=2∶1∶2,在水热条件、酸性介质中合成了介孔ZrO2/SO24-。通过X射线衍射(XRD),N2物理吸附,扫描电镜(SEM),FTIR分析手段对其结构进行了表征;并以乙酸正丁酯的酯化反应为探针反应,考察了其催化活性。结果表明,采用两步焙烧法去除模板剂后,该样品的介孔结构类似于MCM-41,d值为3.85nm;在500℃焙烧后,该样品仍具有274m2/g的比表面积及3.2nm的平均孔径;SEM显示焙烧后的样品形貌为球形颗粒;FTIR分析得出,焙烧产物ZrO2/SO42-中S=O键对Zr4+有强的吸电子作用,产生强的Lewis酸中心。当催化剂用量为正丁醇质量的2.5%,n(乙酸)∶n(正丁醇)=1∶2,反应3h后,乙酸的转化率达91.48%。

介孔ZrO_2-TiO_2复合材料的制备及电催化还原2-吡啶甲醛性能研究

通过溶胶-凝胶法制备了ZrO_2-TiO_2复合材料,用XRD、TEM、SEM、N2吸脱附法对其结构进行了表征,结果表明,ZrO_2-TiO_2复合材料粒径约为25nm,其比表面积SBET为105.7m2/g,平均孔径为3.66nm,是典型的介孔材料。同时运用循环伏安法和电解合成法研究了该电极对2-吡啶甲醛的电催化还原活性。结果发现,在硫酸中,介孔ZrO_2-TiO_2复合膜电极对2-吡啶甲醛具有良好的还原能力,膜中的TiO_2/Ti(OH)_3电对作为媒质异相间接催化还原2-吡啶甲醛为2-哌啶甲醇,为电化学偶联随后化学催化反应(EC′)机理。以该介孔膜电极为阴极,控制电位为-1.05V,电解还原2-吡啶甲醛为2-哌啶甲醇,平均电流效率为93.2%,产率为90.1%。

介孔SiO_2负载SO_4^(2-)/ZrO_2固体超强酸催化剂的制备及其酯化催化活性研究

以稻壳SiO2为原料,非离子表面活性剂TX-100为模板,制备了介孔SiO2(MSU-2)及其负载SO42-/ZrO2固体超强酸催化剂。以乙酸和正丁醇的酯化反应为探针,研究了载体类型、ZrO2的负载量、催化剂用量和反应时间对催化剂性能的影响。结果发现,当SO42-/ZrO2的负载量在10wt%以上时,催化剂具有超强酸性;SO42-/ZrO2负载量为20wt%时,催化剂(SO42-/ZrO2/MS-60)具有最优的催化酯化反应活性。

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。

Pd负载型介孔ZrO_2-TiO_2复合材料的设计合成及其CO催化氧化性能研究

以介孔结构的复合ZrO2-TiO2为载体负载活性组分,制备了具有高CO催化氧化活性的Pd/ZrO2-TiO2与PdCu/ZrO2-TiO2负载型催化剂。XRD、TEM研究结果表明:活性组分Pd、Cu物种可均匀分散于介孔载体中。系统考察了不同的催化剂载体、制备方法和助催化剂等对该介孔复合材料CO催化氧化性能的影响,结果表明:以ZrO2-TiO2为载体的催化剂其CO催化氧化活性明显优于以介孔Al2O3或介孔SBA-15为载体的催化剂;一步法制备的介孔Pd/ZrO2-TiO2催化剂其CO催化氧化的低温活性较浸渍法制备的Pd/ZrO2-TiO2有很大提高;并且Pd和Cu物种共负载的介孔ZrO2-TiO2复合催化剂具有最优的CO催化氧化活性,其CO的完全催化氧化温度可降至170℃,O2-TPD分析说明Pd和Cu之间的相互作用使得PdCu/ZT催化剂在更低温度具有氧化还原活性。

利用TRPO-煤油/盐酸-ZrOCl_2萃取体系的第三相制备ZrO_2介孔材料

首次利用TRPO-煤油/HCl-Zr(Ⅳ)萃取体系中负载Zr(Ⅳ)的第三相作为模板和Zr(Ⅳ)源,采用冷冻的方法成功地制备了ZrO2介孔材料。并利用TG-DTA,TEM,XRD,N2吸附-脱附等方法对所制得的材料进行表征。

SO_4^(2-)/ZrO_2介孔氧化物的合成及表征

以十二烷基硫酸钠(SDS)为模板剂,乙二胺为碱介质,水热法合成ZrO2介孔材料。焙烧之后,在不同浓度的硫酸溶液中浸渍反应,得到SO42-/ZrO2介孔氧化物。研究结果表明,当n(Zr)︰n(SDS)︰n(H2NCH2CH2NH2)︰n(H2O)=1.0︰1.0︰1.6︰200,反应温度为60℃时,所合成的介孔氧化物在0.5 mol.L-1 H2SO4溶液中浸渍3.5 h,550℃焙烧2 h,产物的酸量为1.905 4 mmol.g-1。

介孔ZrO2-SiO2的制备及催化稠油水热裂解性能

采用溶胶-凝胶法,吐温40为介孔碳源,制备出介孔ZrO2-SiO2催化剂。采用稠油的水热裂解反应评价了催化剂的降粘性能。结果表明,较合适的Zr/Si摩尔比为0.29,其对稠油的降粘率为78.3%。催化改质后,S含量明显降低,氢碳比(nH/nC)增加,说明稠油在催化剂的作用下应该发生了加氢裂解反应,导致部分C-S键断裂。

介孔SO4^2-/ZrO2的制备、表征及应用

使用水热合成法,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,ZrOCl2·8H2O为锆源,水为溶剂,在碱性条件下成功地制备出介孔SO4^2-/ZrO2.通过傅里叶红外光谱分析(FTIR),N2物理吸脱附(BET),透射电镜(TEM),X射线衍射(XRD),氨程序升温脱附(NH3-TPD)手段对其结构进行了表征.结果发现,550℃煅烧后样品的比表面积为179m^2/g,平均孔径为4.1nm;TEM显示样品的孔道呈蠕虫状;NH3-TPD表征发现该催化剂具有超强酸性.该催化剂用于煎炸废油甲酯化反应中生物柴油的制备,具有较高的活性,在200℃下反应6h后的收率能达91%以上.

焙烧温度对S_2O_8^(2-)/ZrO_2介孔超强酸的结构与性能的影响

以硝酸锆为锆源,以阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)为模板剂,S2O82-浸渍无定形Zr(OH)4,制得介孔S2O82-/ZrO2固体超强酸,通过N2吸附-脱附、XRD分析、Hammett非水滴定、TEM等方法,考察了不同焙烧温度对S2O8 2-/ZrO2介孔超强酸晶体结构、酸强度等性能的影响。结果表明,当焙烧温度600℃,S2O82-/ZrO2样品比表面积为140 m2/g,平均孔径在3～4 nm之间,酸强度H0≤-12.7,为介孔相固体超强酸。

介孔SO_4^(2-)/W-TiO_2@SiO_2可见光催化剂的制备及催化性能

以P123作为模板剂,采用溶胶-凝胶法合成介孔SO42-/W-TiO2@SiO2(WSTS)可见光响应光催化剂。以甲基橙为模型物,考察其在可见光及紫外光区的光催化活性。采用X射线衍射(XRD)、环境扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、低温氮物理吸附(BET)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)和荧光光谱(PL)对样品的结构及性能进行表征。结果表明:W掺杂不但可以提高样品的比表面积、孔容,而且可以抑制晶型从锐钛矿向金红石转变。与光催化剂P25及未掺杂的样品相比,光催化活性明显提高。且W的最佳掺杂量为n(W)/n(Ti)=0.002 5,其在可见光(λ>400 nm)和紫外光区辐照40 h和60 min后,甲基橙的脱色率分别是91.7%和98.9%。

稀土离子(Gd^(3+),Eu^(3+))加载于纳米介孔ZrO_2中的发光

水热合成法制备的高度有序多孔ZrO2具有规则六角排列、均匀纳米孔洞(约1.8nm),丰富的表面、界面态及比表面积和强的蓝 (近)紫外光发射,使其较常规体材料有更优异的性质。以稀土离子为探针,研究了Gd3+,Eu3+在这些纳米微孔中的发光行为。结果表明,500℃下,介孔ZrO2与稀土离子相作用并有效地将能量传递给稀土离子,增进稀土离子发光。而在ZrO2:Gd Eu体系中,Gd3+在ZrO2与Eu3+间起桥梁作用,使基质ZrO2→Eu3+的能量传递更为有效。

微孔-介孔复合SiO_2-Al_2O_3分子筛的水热合成研究

结合介孔和微孔分子筛的合成 ,采用十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)和ZSM 5引导剂分别作为介孔和微孔结构的导向剂 ,在水热条件下合成了具有微孔 -中孔复合结构的SiO2 Al2 O3 分子筛 ,并采用XRD和N2 吸附对分子筛的结构进行了表征。结果表明 ,分子筛的XRD图谱在大角度区和小角度区同时出现较强的衍射峰 ,分别对应于四方晶型和MCM 41的结构。样品的N2 吸附曲线亦在P/P0 <0 1和P/P0 =0 2 5～ 0 4出现两个突跃 ,其DFT孔径则主要集中在 1 2nm和 3 4nm。

纳米介孔ZrO_2及其表面修饰的发光性质

水热合成法制备的高度有序多孔ZrO2具有规则六角排列、均匀纳米孔洞(约1 8nm),并且其蓝、(近)紫外光发射强度比纳米微晶材料高2个数量级。本文研究了纳米介孔ZrO2这种不同于常规体材料与纳米晶材料的特殊发光性质。通过化学方法对纳米介孔ZrO2进行表面修饰后,能进一步提高其光发射强度约3倍。通过这些发光性质的研究,以期增进对ZrO2发光机理的认识。

高热稳定性介孔ZrO2的制备及其结构稳定性研究

该文阐述了一种催化剂(载体)的制备方法,即在非水溶剂中,通过溶胶-凝胶技术将烷氧基锆和非离子型模板剂自组装,合成出具有蠕虫状结构的介孔氧化锆。发现对凝胶适当后处理,可大大提高介孔氧化锆的热稳定性。通过XRD、TEM、等温氮吸附技术表征,表明该法合成的介孔氧化锆在600～700℃仍能很好地保持介孔结构和形貌。考察了不同后处理方式对改善介孔氧化锆热稳定性的效果,发现随着处理溶液pH升高,产物的热稳定性提高,其中,NaOH等强碱性溶液,可以使介孔氧化锆的热稳定性提高至700℃。

具有高比表面的介孔Co-SiO_2微球的合成与表征

在碱性条件下 ,利用十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)为结构导向剂 ,以含氨基有机硅烷与过渡金属离子 Co( )形成的配合物 Co( ) -APTMOS为金属离子前驱体 ,合成了含金属元素钴的介孔 Co-Si O2 微球 .运用 XRD,TEM以及 N2 -吸附等技术对所制备的产物进行了表征 .结果表明 ,产物为具有高比表面、孔道无序的介孔微球 .同时阐述了金属离子以配合物 Co-APTMOS形式加入反应体系的优越性 .

Sol-gel法制备介孔WO_3-TiO_2复合材料及其光催化性能

以非离子表面活性剂P123为结构导向剂,采用溶胶-凝胶法,通过调整P123与(W+Ti)的摩尔比例,经500℃煅烧制备出一系列不同介孔特性的WO3-TiO2复合光催化材料。利用X射线衍射图谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、比表面积分析仪(BET)对复合材料的形貌、孔结构及光谱性质进行表征。研究了介孔WO3-TiO2复合材料对罗丹明B的吸附/光催化降解能力。结果表明,以P123为模板剂所制备的介孔WO3-TiO2复合材料表现出较好的吸附/光催化性能,可见光照射下,0.5g的P123、(W+Ti)摩尔比为0.6%的复合材料经500℃煅烧,对200mL罗丹明B(10mmol/L)的吸附降解率140min后达到97.7%。

CTAB对无机沉淀-胶溶法制备介孔层状TiO2结构与性能的影响

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为软模板,硫酸钛为钛源,采用无机沉淀-胶溶法制备了介孔层状CTAB-TiO 2。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis-Abs)、比表面积分析仪(BET)分别对样品的表面形貌、晶相组成、紫外吸收带边、比表面积和孔结构进行了表征分析。以甲基橙为目标降解物,研究了样品的光催化性能。结果表明:在相同条件下,300 W金卤灯照射28 min,550℃煅烧得到的5.69%CTAB-TiO 2对甲基橙的降解率高达96.02%,相对纯TiO 2有极大提高。CTAB对TiO 2改性后,试样出现了介孔层状结构,结晶度和晶粒尺寸均减小,促进了锐钛矿向金红石晶型的转变,并且CTAB的引入使得TiO 2的光吸收带边发生了一定的红移,从而提高了其光催化性能。

阳极氧化铝模板合成介孔ZrO_2纳米线及其光致发光性能

以P123为致孔剂,氧氯化锆为锆源,无水乙醇为溶剂合成前驱体,采用压力诱导的方法将前驱体注入到阳极氧化铝(AAO)模板的纳米孔道内,经加热处理后,在模板的纳米孔道内合成了具有介孔结构的一维ZrO2纳米材料;并用SEM、TEM、XRD、EDS和氮气吸附-脱附等方法对ZrO2进行了表征。结果表明:所合成的ZrO2纳米线直径约为60nm,各纳米线单元由分布均一、孔径约为8nm的介孔结构构成,比表面积为121.6m2·g-1,并且具有良好的光致发光性能。