SO_4^(2-)/ZrO_2/Fe_3O_4/TiO_2磁性固体酸催化剂的制备与性能

采用化学共沉淀法制备了SO_4^(2-)/ZrO_2/Fe_3O_4/TiO_2磁性固体酸,利用X射线衍射、示差扫描量热、M(o|¨)ssbauer谱、透射电子显微镜、NH_3-程序升温脱附、N_2吸附-脱附、磁滞回线等手段对磁性固体酸的结构与性质进行了表征。表征结果显示,磁性基质Fe_3O_4及TiO_2的引入有利于四方晶相ZrO_2(t)的稳定;ZrO_2晶体生长取向于ZrO_2(t)的(101)方向,(101)晶面间距为0.293 nm;M(o|¨)ssbauer谱中双峰的存在表明磁性基质Fe_3O_4的存在;在室温下磁性固体酸具有超顺磁性。以乙酸乙酯的合成为探针反应,考察了SO_4^(2-)/ZrO_2/Fe_3O_4/TiO_2磁性固体酸催化剂的催化性能,实验结果表明,外加磁场使酯化反应的醋酸转化率提高到92%。

磁性固体螯合剂(MSC-IDA)对土壤镉污染的移除净化

为解决磁性粉末易被土壤颗粒吸附包覆影响其吸附效果的问题,提出一种基于磁选移除净化的土壤修复方法.通过无机-有机杂化反应对核壳结构Fe_3O_4@SiO_2进行表面修饰,接枝亚胺二乙酸官能团,制备了直径为10—100μm的磁性固体螯合剂(MSC-IDA);并表征了其结构、形貌、组成和性质.结果表明,经包覆修饰后的MSC-IDA仍具有良好的磁分离性能;在pH=7.0的水溶液中对Cd^(2+)的最大吸附容量Qmax=22.8 mg·g^(-1);MSC-IDA能螯合捕集农田土壤中水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、铁-锰氧化物结合态的镉,转化成MSC-IDA-Cd磁性固体螯合物,对指定土壤中镉重金属污染去除率高达84.9%,能够实现土壤中非磁性重金属污染的磁选移除净化.

磁性固体超强酸的制备及催化合成乙酸异戊酯的研究

采用共沉淀法制备SO42-/Fe3O4-Al2O3-ZrO2-Nd2O3磁性固体超强酸催化剂,应用于乙酸异戊酯的合成。利用XRD、IR、EDS、SEM等测试手段对催化剂结构进行了表征,结果表明,SO42-/Fe3O4-Al2O3-ZrO2-Nd2O3磁性固体超强酸中ZrO2以四方晶相(T相)稳定存在,SO42-与金属离子以桥式双配位结合;催化剂表面疏松多孔,具有很大的比表面积。将磁性固体超强酸催化剂应用于合成乙酸异戊酯的反应中,采用均匀设计实验,利用U11(1110)表,考察了各种因素对酯化率的影响,确定最佳合成工艺条件为:催化剂加入1.58 g,n(乙酸)∶n(异戊醇)=1∶1.8,反应时间为3.16 h,酯化率达98%以上。乙酸异戊酯产品结构经折光率、红外光谱进行了表征与确认。同时实验表明,SO42-/Fe3O4-Al2O3-ZrO2-Nd2O3磁性固体超强酸催化剂可多次重复使用,活化降低不大,是一种稳定性高、选择性好的新型环境友好的催化剂。

用于生物柴油清洁生产的磁性固体催化剂CaO/MgO/Fe_3O_4

制备了具有磁性和催化活性的双功能催化剂CaO/MgO/Fe3O4,用于催化花生油酯交换制备生物柴油的清洁生产过程。对CaO/MgO/Fe3O4进行了XRD、TEM、FT-IR和磁性等表征分析,探讨了CaO/MgO/Fe3O4催化剂的重复利用性能。结果表明,用Mg(Ac)2溶液等体积浸渍磁性基质Fe3O4,在N2气氛中600℃焙烧2 h,可得到具有磁性的载体5%MgO/Fe3O4;再用Ca(Ac)2溶液等体积浸渍MgO/Fe3O4,并在N2气氛中700℃煅烧,得到具有磁性且催化活性较高的催化剂10%CaO/MgO/Fe3O4。该催化剂具有核壳结构,磁核平均直径约为35 nm。在催化剂用量10%,醇油摩尔比12∶1,反应温度65℃,反应2 h的条件下酯交换转化率可达90%以上。在磁场的吸引下该催化剂能快速与反应体系分离,催化剂回收率达90%。但CaO/MgO/Fe3O4重复利用性能较差,其原因是在搅拌反应过程中催化活性组分逐渐从催化剂上脱落所致。

Fe-Ca磁性固体碱催化剂上菜籽油酯交换反应

采用原位沉淀法合成了双功能磁性固体碱催化剂CaO.γ-Fe2O3,用于催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油。利用XRD、BET、TG-DTA、SEM和VSM对催化剂进行了表征,用ICP-AES对产物脂肪酸甲酯(FAME)中Ca、Fe残留量进行了测定。结果表明,Fe和Ca两种组分间有较好复合,催化剂显示出较好的磁学性能,饱和磁化率达到45.7 emu/g,明显高于文献报道的磁性碱催化剂。在温和的反应条件(常压、64℃、催化剂加入量为油重的2.5%、醇油摩尔比15、转速750 r/min)下,反应2 h,重复使用前三次酯交换反应转化率都维持在95%左右。

纳米磁性固体催化剂制备生物柴油

以我国特有的四大木本油料树种之一的乌桕为原料,利用自制的新型纳米磁性固体催化剂制备乌桕梓油生物柴油,以中心组合设计试验。由气相色谱检测得乌桕梓油制备的生物柴油的主要成分是C16:0、C18:0、C18:1、C18:2和C18:3的脂肪酸甲酯;在最佳条件下的酯化率为96.78%。

磁性固体超强酸ZrO_2/SO_4^(2-)催化合成乙酸正己酯

制备了磁性固体超强酸催化剂,并用于乙酸和正己醇的酯化反应,对反应的工艺条件进行了优化。结果表明:乙酸用量为0.1mol时,醇酸摩尔比为1.8,催化剂用量为1.5g,15ml苯作带水剂,反应时间为1.5h,其酯化率可达89%以上,同时利用催化剂的磁性可将催化剂迅速分离。

微波辅助磁性固体酸催化纤维素水解的研究

以生物质基磁性固体酸为催化剂,采用微波相结合的辅助手法对预处理的微晶纤维素进行水解研究。以还原糖得率为指标,通过单因素试验和正交试验(四因素三水平)考察水解时间、水解温度、纤维素与催化剂量的比例和微波功率对纤维素水解的影响,利用红外光谱(FT-IR)分析纤维素水解残渣。结果表明,微波辅助生物质基磁性固体酸催化剂催化纤维素水解的最佳工艺条件为:水解时间30 min、水解温度80℃、催化剂量与纤维素的比例2:1、微波功率450 W,此时还原糖得率最高,达57.4%;4个因素对纤维素水解影响的主次顺序为:微波功率>催化剂量>水解时间>水解温度。FT-IR分析表明微波辅助纤维素水解残渣中几乎没有纤维素存在,即纤维素基本被完全水解。

磁性固体催化剂催化制备生物柴油的研究

乌桕是我国特有的四大木本油料树种之一,本研究用磁性固体催化剂催化乌桕梓油制备生物柴油。通过正交试验得出最佳条件下的酯化率为95.59%;气相色谱检测表明:由乌桕梓油制备的生物柴油的主要成分是C16∶0、C18∶0、C18∶1、C18∶2和C18∶3的脂肪酸甲酯。

CaO-MgO@CoFe_2O_4磁性固体碱的制备及其大豆油酯交换反应催化性能

以草酸盐为前驱体采用两步法制备了一种以CaO-MgO作为活性组分,以CoFe_2O_4作为磁核的磁性固体碱催化剂,并用于大豆油与甲醇的酯交换反应合成生物柴油。对制备的磁性固体碱催化剂进行了磁滞回线、X-射线衍射(XRD)、CO_2-TPD及透射电镜(TEM)表征。考察了不同核壳物质的量比、焙烧温度、反应温度、反应时间、醇油物质的量比以及催化剂用量等因素对大豆油转化为生物柴油产率的影响。结果表明,采用核壳物质的量比为1∶6、焙烧温度为700℃所制备的CaO-MgO@CoFe_2O_4催化剂,当醇油物质的量比为12、催化剂用量为大豆油质量的1.0%时,在65℃下反应时间3 h,生物柴油收率高达97.1%。该催化剂具有较好的重复利用性能,重复利用四次后生物柴油的收率仍可达90%。

磁性SO_4^(2-)-ZrO_2固体超强酸催化合成丁酸丁酯的研究

利用磁性对固体超强酸组装 ,制备出磁性SO2 -4 -ZrO2 固体超强酸催化剂 ,应用于丁酸丁酯的合成反应中。最佳反应条件为 :正丁醇 0 36mol,丁酸 0 2mol,磁性催化剂 1 0g ,带水剂甲苯 15mL ,反应温度为回流温度 ,反应时间 2 0h ,酯化率可达 96 4%。利用催化剂的磁性可将催化剂迅速分离 ,回收率达 83 2 % 。

磁性纳米固体酸催化剂Zr(SO_4)_2/Fe_3O_4的制备及催化性能研究

本文提出将磁性和固体酸进行组装从而合成磁性纳米固体酸催化剂的思路，首先制备了纳米级磁性前体一磁基体（Ｆｅ３Ｏ４）；然后筛选出超声波法制备了不同配比的磁性纳米固体酸催化剂Ｚｒ（ＳＯ４）２／Ｆｅ３Ｏ４，对其进行了初步表征。并将其作为乙酸丁酯合成反应的催化剂，酯化转化率最高达到８４％，利用其磁性即可将催化剂进行分离。

新型磁性纳米固体酸催化剂ZrO_2/Fe_3O_4的制备及表征

根据将磁性材料和固体酸进行组装的设想 ,成功制备了磁性纳米固体酸催化剂 .纳米级磁性前体———磁基体(Fe3 O4 )的磁性、粒子尺寸受到Fe2 + /Fe3 + 投料比和用于沉淀的NaOH浓度的显著影响 ;不同复合方法也对磁性固体酸催化剂ZrO2 /Fe3 O4 的酯化催化性能影响显著 .XRD ,XPS ,TEM ,比表面积测定 ,元素组成分析及磁学性能测定等表征结果证实 ,新型催化剂以磁性材料为核 ,固体酸催化剂活性组分包覆在其外部形成包覆型的磁性纳米催化剂 .该系列催化剂均具有较小的粒子尺寸、较强的磁性及较高的酯化催化活性 ;并且易于通过磁场进行回收 ,使用寿命较长 .它们对乙酸与正丁醇酯化反应的催化活性随着ZrO2 含量增加而提高 .催化剂中ZrO2 的晶化温度因为Fe3 O4 的存在而升高 ,有利于催化剂活性的保持 .热处理温度会对催化剂的磁性及催化活性产生影响 .

磁性纳米固体超强酸的合成、表征及性能

首次制备了 SO2 - 4/ Co0 .5Fe2 .5O4 -Zr O2 磁性固体超强酸 ,利用 TEM,DTA,XRD和 FTIR等手段研究了 Co0 .5Fe2 .5O4 磁性基质对 Zr O2 的粒子大小、晶化温度与结构的影响 .考察了磁性固体超强酸的催化性能及催化剂的寿命、回收率和磁性 .结果表明 ,引入 Co0 .5Fe2 .5O4 磁性基质不但赋予催化剂以磁性 ,而且在固体超强酸形成过程中延迟了 Zr O2 由四方晶相向单斜晶相的转变 ,有助于稳定样品表面的含硫物种 ,磁性固体超强酸对酯化反应具有较高的催化活性 ,可活化再生 。

磁性固体根充材料临床应用分析

磁性固体根充材料临床应用分析刘国勤，宋培智，徐逸敏，刘琪上海海军４１１医院口腔专科中心（２０００８１）生物磁学是研究和应用物质磁性及磁场与生命活动、生物特征之间相互联系、相互影响的科学。磁场、磁体在口腔医疗领域，尤其在牙髓病、尖周病治疗中不断深入应用...

磁性碳基固体酸催化剂的制备及其水解工艺优化研究

采用共沉淀法合成磁性Fe3O4,通过碳化磺化制备核壳结构的磁性固体酸催化剂Fe3O4/C-SO3H,并利用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、元素分析等手段对催化剂特性进行表征分析。以催化玉米芯水解所得的木糖得率为评价指标,对磁性固体酸催化剂催化玉米芯水解工艺条件进行优化研究,得出最佳条件为反应时间10 h、反应温度140℃、催化剂用量1.5 g、固液比(g/mL)2∶50(玉米芯含量为0.5 g),此时木糖得率为51.01%。研究认为,磁性固体酸催化剂催化木质纤维素水解的反应过程为酸催化和吸附过程共同作用,木质纤维素是分级解聚逐步转化,利用两步操作能够最大程度的水解木质纤维素。

生物质炭基磁性固体酸催化剂研究进展

从生物质炭基前驱体和磁性Fe_3O_4材料的制备技术方面综述了国内外生物质炭基磁性固体酸催化剂制备方法。总结了生物质炭基磁性固体酸催化剂的合成技术(吸附作用、负载作用、包埋技术和嫁接技术)和发展状况,着重介绍了化学共沉淀法和水热法制备磁性Fe_3O_4材料及进一步合成生物质炭基磁性固体酸催化剂的生产工艺,并且简述了高温分解法和微乳法制备磁性Fe_3O_4材料及进一步合成生物质炭基磁性固体酸催化剂的现状;阐述了生物质炭基磁性固体酸催化剂催化木质纤维类生物质在水解反应、酯化反应、缩合反应等方面的应用进展。指出了生物质炭基磁性固体酸催化剂下一步的研究方向,并展望了今后的研究重点。

响应面法优化生物质基磁性固体酸催化玉米秸秆直接水解制备糠醛的研究

以获取玉米秸秆水解制备糠醛的最佳工艺条件为目的,研究在有机溶剂甲苯的存在下,以生物质基磁性固体酸作为催化剂,玉米秸秆为原料,利用Design-Expert.V8.0.6.1中的Response Surface模块设计4因素(萃取剂用量、催化剂用量、水解温度、水解时间)3水平的Box-Behnken试验,通过分光光度法测定水解液中糠醛得率,确定生物质基磁性固体酸催化玉米秸秆直接水解制备糠醛的最佳工艺条件。结果表明,通过Box-Behnken试验数据建立的二次多项式数学模型的P=0.0003<0.01,失拟项P=0.001<0.01,达到极显著水平,校正决定系数R^2=0.9922,预测值与实验值具有很好的拟合度。通过二次回归模型得到生物质基磁性固体酸催化玉米秸秆直接水解制备糠醛的最佳工艺条件为:萃取剂用量25 mL,催化剂用量2.5 g(以1 g生物质原料为标准),水解温度158.8℃,水解时间4.1 h。在该条件下直接水解玉米秸秆所得糠醛得率为5.07%,预测值为5.08%,两者相差0.01%,模型拟合度好,重复性好;说明用此方法直接水解玉米秸秆制备糠醛是可行的。

磁性纳米固体碱催化剂MgAl-OH-LDHs/NiFe_2O_4的合成、表征与性能研究

提出用镁铝水滑石包覆镍铁尖晶石 ,制备磁性纳米固体碱催化剂MgAl OH LDHs/NiFe2 O4.用XRD ,IR ,TG DTA ,BET ,XPS ,VSM和TEM等技术及丙酮缩合反应表征了催化剂的结构和性能 .结果表明该催化剂具有以NiFe2 O4为磁核 ,以MgAl OH LDHs为Br nsted碱催化活性相 ,通过Mg O Fe(Ni)和 /或Al O Fe(Ni)连接于磁核上的包覆结构 ,给出了该催化剂的结构模型 .该催化剂用于丙酮缩合反应 ,2 73K双丙酮醇转化率略高于MgAl OH LDHs,然而经外加磁场回收所得回收率大幅度提高 ,再次用于该反应仍保持较高的催化活性 .

磁性固体酸S_2O_8^(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-Fe_3O_4的制备及催化液化生物质的研究

利用沉淀-浸渍法制备了磁性固体酸催化剂S_2O_8^(2-)/Zr O_2-Al_2O_3-Fe_3O_4,将其应用于乙醇介质中能源植物柳枝稷的催化液化,并采用X射线衍射(XRD)、BET比表面积测定、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和振动样品磁强计(VSM)等测试方法对催化剂的物化性质和结构进行了表征,考察了Al/Zr物质的量比、煅烧温度等制备条件对其催化性能的影响,并研究了反应温度、反应时间、催化剂用量等对柳枝稷液化反应的影响。结果表明:当n(Al)∶n(Zr)为1∶1,煅烧温度为650℃时,制备的催化剂催化活性最高,在260℃、催化剂用量4%(以原料质量计)、反应时间2.5 h时,可以获得较好的液化效果,生物油产率达到56%。GC-MS分析表明产物生物油的主要成分为酯类、醇类及烃类物质。催化剂重复使用3次后,回收率达到87.5%,生物油产率仅下降12%。