原料组成对多微孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷显微结构与性能的影响

利用原位分解合成法,以轻烧MgO、Fe2O3和Al(OH)3为原料,成功制备了多微孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷,并研究原料组成对其显微结构与性能的影响。研究结果表明:当理论镁铁铝复合尖晶石含量为0%(质量分数,下同)时,试样中颈部连接形成较少,耐压强度较低;当理论镁铁铝复合尖晶石含量为4%~16%时,试样中生成的液相量增多,物质运输速率加大,形成的颈部连接较多,耐压强度较高;当理论镁铁铝复合尖晶石含量为24%时,试样中镁铁铝复合尖晶石生成带来的体积膨胀增多,增大颗粒间距,颈部连接的形成减少,试样的耐压强度减小。同时,当理论镁铁铝复合尖晶石含量为12%~16%时,多微孔方镁石-镁铁铝复合尖晶石陶瓷具有较高的显气孔率(22.3%~24.6%)、较低的体积密度(2.75~2.80 g/cm^(3))和较高的耐压强度(100.6~123.1 MPa)。

氟改性的镁-铝复合氧化物催化酯交换反应制备生物柴油

利用"记忆效应"将氟离子插层到镁-铝水滑石的层间,并以此为前驱体焙烧制备出氟改性的镁-铝复合氧化物。采用电感耦合等离子体原子发射光谱、N2吸附-脱附技术、X射线固体粉末衍射、傅里叶变换红外光谱和Hammett指示剂法对其进行了表征。结果表明,焙烧温度明显影响样品的结构和碱性。在催化大豆油和甲醇酯交换制备生物柴油的反应中,氟改性镁-铝氧化物比纯镁-铝氧化物表现出了更优的催化性能;而且氟改性镁-铝氧化物的碱强度对其催化性能有较大影响,450℃下焙烧所得样品的催化性能最好。在催化剂用量3.0%、反应温度60℃、n(甲醇)/n(大豆油)为6、反应时间6 h的适宜条件下,大豆油和甲醇酯交换反应转化率为97.3%。

镁铝复合氧化物催化剂的研究

对用于丙酮缩合制异佛尔酮的镁 铝醇醛缩合催化剂即镁铝复合氧化物进行了研究 ,通过IR分析、XRD分析、DAT分析、电子能谱分析、二氧化碳脱附法和Hammett法 ,研究了烘干和焙烧催化剂的组成 。

乙烷部分氧化制C_2氧化物用Fe-Al-P-O催化剂的研究 Ⅰ.超细Fe-Al-P-O催化剂的制备与表征

用溶胶 凝胶法制备了超细Fe Al P O催化剂 ,并用DTA TG ,BET ,TEM ,XRD ,TPR和IR等技术研究了催化剂的微观组成和结构及其晶格氧活性 ,探讨了催化剂的制备工艺 ,考察了溶胶 凝胶的形成机理、凝胶干燥及焙烧条件对催化剂微观组成和结构的影响规律 .结果表明 ,Fe Al P O催化剂呈非晶态 ,是具有均匀分布的超细粒子 (10nm ) ,其比表面积大 (2 38m2 / g) ,晶格氧活性高 .FePO4 和AlPO4 间隔分布在催化剂表面 ,形成Lewis碱位 (P =O ,P O Fe)和Lewis酸位 (Fe3 + ,Al3 + ) .

碱土及锰系复合氧化物担载Fe-K催化剂的费-托合成性能

制备了铝氧化物(Al-O)基体分别与Mn或碱土元素构成的复合氧化物型高温钝化系列载体,担载Fe-K后制成Fe-K_(2)O/MAl_(2)O_(4)(M为Mg、Ca、Sr、Ba、Mn)催化剂,用于费-托合成反应。采用X射线粉末衍射(XRD)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、N_(2)物理吸附、CO_(2)化学吸附-程序升温脱附(CO_(2)-TPD)、场发射电子显微镜等分析方法表征了Fe-K_(2)O/MAl_(2)O_(4)催化剂的物理化学性质。采用固定床加压反应器进行了催化剂的合成气费-托转化催化性能评价。结果表明:不同元素种类(Mg、Ca、Sr、Ba、Mn)造成Fe-K_(2)O/MAl_(2)O_(4)催化剂的CO_(2)-TPD高温脱附峰面积占总脱附峰面积百分比、高温脱附峰温度等出现显著差异。对Fe-K_(2)O/MAl_(2)O_(4)催化剂来说,表面碱性位的碱性越强,则催化剂的活性越高。发现所制备的5种Fe-K_(2)O/MAl_(2)O_(4)催化剂的C_(2)-C_(4)烯/烷比、C-C偶合能力、低碳烯烃烃类选择性均与其CO_(2)-TPD高温脱附峰温度大致呈反向关系,即当CO_(2)-TPD高温脱附峰温度越高时,三者的数值将趋于越低。CO_(2)-TPD高温脱附峰温度位于669~692℃的Fe-K_(2)O/MgAl_(2)O_(4)、Fe-K_(2)O/MnAl_(2)O_(4)催化剂比位于744~749℃的Fe-K_(2)O/CaAl_(2)O_(4)、Fe-K_(2)O/SrAl_(2)O_(4)、Fe-K_(2)O/BaAl_(2)O_(4)催化剂更有利于促使反应生成低碳烯烃。

Cu-Co-Al复合氧化物在N_2O分解反应中的催化活性

以金属硝酸盐为原料、柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法和高温焙烧法制备了系列CuxCo1-xCo Al O4复合氧化物催化剂,并采用浸渍法制备了相应的K改性催化剂,将这些催化剂用于N2O分解反应,考察了催化剂组成和K负载量对活性的影响。采用N2物理吸附(BET)、XRD和H2-TPR等技术对催化剂的结构进行了表征。实验结果表明,Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂的活性较高。表征结果显示,系列CuxCo1-xCo Al O4复合氧化物均为尖晶石型结构。在550℃下N2O连续进行分解反应600 min,有氧无水气氛中Cu0.1Co0.9Co Al O4和0.03K/Cu0.1Co0.9Co Al O4(K与(Cu+Co)的原子比为0.03)催化剂上的N2O转化率分别为77.0%和92.8%;而在有氧有水气氛中Cu0.1Co0.9Co Al O4和0.03K/Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂上的N2O转化率分别为14.5%和36.2%。与Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂相比,0.03K/Cu0.1Co0.9Co Al O4催化剂具有较高的活性和稳定性。

SO_4^(2-)改性铁铝复合层柱粘土的制备及其催化性能研究

由共聚法制得的铁铝复合交联剂交换钠基蒙脱石层间的水合钠离子,再经SO42-改性处理制备了铁铝复合层柱粘土固体超强酸催化剂。利用XRD、FT-IR和BET法对催化剂的结构进行了表征。以乙酸正丁酯的合成反应为探针反应对催化剂的活性进行了测试。通过正交实验确定了铁铝复合交联粘土SO42-改性最佳工艺条件。研究了催化剂对探针反应的选择性及重复使用情况。结果表明:在由实验确定的最佳改性工艺条件下,乙酸的转化率达92.2%,反应中无副产物产生,催化剂具有较好的重复使用性能。

Zn-Al水滑石的合成及其衍生复合氧化物催化活性研究

用共沉淀法合成了不同原子个数比的 Zn-Al水滑石类化合物 ,采用 IR,XRD,DTA对其结构进行了表征 ,并以其为前体 ,4 0 0℃灼烧处理得复合金属氧化物催化剂 ,用乙醇脱氢、脱水为探针反应 ,初步研究了该类化合物的催化活性 .

Mg-Al-Fe复合氧化物上选择性催化合成乙二醇单乙醚

采用共沉淀法合成了一系列Mg-A1-Fe水滑石,并通过高温焙烧制得三元碱性复合金属氧化物(MMOs)催化剂,以乙醇和环氧乙烷(EO)为原料,在固定床反应器中考察了MMOs催化剂对乙氧基化合成乙二醇单乙醚(EGME)反应的催化性能。采用XRD,FTIR,TG,CO_2-TPD等方法对催化剂的结构和物理化学性质进行了表征,考察了水滑石前体的焙烧温度、水滑石中n(Mg):n(A1)以及Fe掺杂量对MMOs催化剂活性的影响。实验结果表明,催化剂表面碱性对其活性影响很大,n(Mg):n(A1):n(Fe)=10:5:0.76的水滑石前体在773 K下焙烧后制得的MMOs催化剂活性最高,在反应压力0.4 MPa、反应温度393 K、n(乙醇):n(EO)=7:1、液态空速3 h^(-1)的条件下,EO转化率为81.5%,EGME选择性达92.3%。

镁-镧复合氧化物固体碱催化甲醛、丁醛缩合制备2,2-二羟甲基丁醛

以镁-镧复合氧化物为固体碱催化剂,首次用于甲醛、丁醛间的羟醛缩合反应.GC、GC-MS分析发现:2,2-二羟甲基丁醛为主产物,2-乙基丙烯醛为最主要的副产物.筛选Mg-Al复合氧化物、MgO和Mg-La复合氧化物3种固体碱,发现Mg-La复合氧化物具有最佳催化活性.当甲醛和丁醛摩尔比为2.5∶1时,在50℃反应4 h,丁醛转化率为75%、DMB选择性为37%、DMB得率为28%.催化剂可以循环使用4次,没有明显失活,有利于降低反应成本,减少环境污染.

Mg-Fe尖晶石复合氧化物对苯乙烯选择氧化反应的催化性能

研究了以H2 O2 为氧化剂时Mg Fe尖晶石复合氧化物催化剂对苯乙烯选择氧化制苯甲醛反应的催化性能 .结果表明 ,非化学计量比的Mg Fe尖晶石复合氧化物催化剂的活性优于纯MgFe2 O4尖晶石相 ,苯甲醛产率达到 2 0 %左右 .在非化学计量比的Mg Fe尖晶石复合氧化物中掺入适量的Al3 + 后 ,可进一步提高催化活性 ,苯甲醛最高产率达到 3 3 .4% .催化剂表征数据揭示 ,非化学计量比的Mg Fe和Mg Fe Al复合氧化物催化剂是由纳米尺度的铁酸盐尖晶石和α Fe2 O3 微晶相构成的 .除了非化学计量比尖晶石具有较多的缺陷结构外 ,α Fe2 O3

费-托合成制烯烃铁基催化剂的锆(铬)酸锌载体效应

制备了Fe/K、铬酸锌型载体担载Fe/K、锆酸锌型载体担载Fe/K以及参比催化剂沉淀铁等4种催化剂。使用XRD、ICP-OES、氮气物理吸附、场发射电子显微镜、二氧化碳化学吸附-程序升温脱附等手段对催化剂进行物化表征。在固定床加压反应器上测试了催化剂的合成气费-托反应性能。结果表明:与参比催化剂沉淀铁相比,锆酸锌型载体担载Fe/K的催化剂可将C=2—C=4烃类选择性提高55%;催化剂表面的中等强度碱性位具有促进C-C偶合、抑制加氢的作用,强碱性位则具有抑制C-C偶合、促进加氢的作用。费-托合成制低碳烯烃铁基催化剂的设计需要注重这2种不同强度表面碱性位的制衡问题。

焙烧温度对镁铝复合氧化物载体性能的影响

采用混合固相反应法制备了一系列不同焙烧温度的镁铝复合氧化物载体，并负载Co—Mo活性组分制备了Co—Mo／MgO—Al2O3催化剂；通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、N2吸附一脱附、X射线衍射、热分析和质量滴定等方法考察了焙烧温度对载体性能的影响，并评价了Co—Mo／MgO—Al2O3催化剂在水煤气变换反应中的活性。实验结果表明，500～800℃焙烧的镁铝复合氧化物载体以MgAl2O4·xMgO·yAl2O3无定形复合氧化物形式存在，900～1300℃焙烧的镁铝复合氧化物载体转变为MgAl2O4尖晶石；600～800℃焙烧的镁铝复合氧化物载体具有适宜的比表面积和孔结构，有较高的零电荷点，有利于Co—Mo活性组分的吸附和分散，以其为载体制备的Co—Mo／Al2O3-MgO催化剂具有很高的活性。

NO_x储存-还原催化剂Pt-Pd/BaO/TiAlO的制备及其抗硫性能

采用共沉淀-浸渍法制备了新型催化剂Pt-Pd/BaO/TiAlO,通过对催化剂进行NOx吸附储存实验、有硫(SO2)和无硫情况下的NOx储存-还原循环实验以及程序升温脱附、程序升温还原、N2吸附-脱附和X射线衍射等表征分析,考察了该催化剂的储存NOx性能以及抗硫性能.结果表明,在Pt-Pd/BaO/TiAlO中,复合氧化物TiAlO为储存NOx的组分兼载体,Ti和Al原子比为1∶2时,储存NOx能力最大;BaO(4%)作为助剂不但增加了催化剂的热稳定性,还提高了其储存NOx的能力.与Pt/BaO/γ-Al2O3相比,Pt-Pd/BaO/TiAlO具有良好的抗硫性能.Pt-Pd/BaO/TiAlO上吸附形成的硫化物稳定性较差,易被还原脱除,这是其抗硫性能良好的原因之一.

LaAl_(1-x)Fe_xO_3/Al_2O_3/FeCrAl催化剂的制备及其对甲烷燃烧的催化性能

以FeCrAl合金薄片为载体,以LaAl1-xFexO3为活性组分,以Al2O3为过渡层,制备了LaAl1-xFexO3/Al2O3/FeCrAl金属基整体式催化剂,并用XRD和SEM等方法对催化剂的物相和形貌进行了表征,对催化剂上甲烷催化燃烧活性进行了评价.结果表明,催化剂物相中有LaAl1-xFexO3型钙钛矿及-αAl2O3和-γAl2O3;催化剂的颗粒小于2μm,并且颗粒的尺寸及形貌与LaAl1-xFexO3中的Fe/Al摩尔比有关;催化剂样品对甲烷催化燃烧活性的大小顺序为LaAl0.3Fe0.7O3/Al2O3/FeCrAl>LaFeO3/Al2O3/FeCrAl>LaAl0.5Fe0.5O3/Al2O3/FeCrAl>LaAl0.7Fe0.3O3/Al2O3/FeCrAl>LaAlO3/Al2O3/FeCrAl.

S_2O_8^(2-)/ZrO_2-M_xO_y(M=Al,Fe,Cr,Mn,Ti)固体超强酸催化剂的研制

制备了一系列金属氧化物MxOy(M =Al,Fe ,Cr,Mn ,Ti)促进的S2 O82 -/ZrO2 -MxOy 固体超强酸催化剂 .用乙酸和正丁醇的酯化反应研究了制备条件对催化剂活性的影响 .实验结果表明 ,催化剂对酯化反应有很高的催化活性 ,添加不同的金属氧化物对催化剂的酯化反应催化活性有不同的影响 ,其中Cr含量为 0 .5 %的催化剂S2 O82 -/ZrO2 -Cr2 O3 对乙酸和正丁醇的酯化反应具有很高的催化活性 ,乙酸的转化率高达 86 .1%,而在相同条件下 ,不加催化剂时乙酸的转化率仅为 2 6 .9%,制备条件对催化剂活性影响很大 .通过X射线衍射分析(XRD)证实 ,催化剂中ZrO2 主要以四方晶相 (Tetragonalphase)存在 ,少量以单斜晶相 (Monoclinicphase)存在 ,T相和S2 O82 -是保证催化剂活性的关键因素 .

纳米复合固体超强酸SO_4^(2-)/ZnFe_2O_4的制备与催化合成癸二酸二乙酯的研究

以硫酸盐为原料,添加NaOH和NaHCO3以制备出碱式碳酸盐前驱体,合成出新型的纳米固体超强酸催化剂SO42-/ZnFe2O4,经XRD、BET、IR等检测,粒径为35nm,比表面积很大(137m2·g-1),粒度均匀。首次以该固体酸为催化剂,癸二酸和无水乙醇为原料合成癸二酸二乙酯,考察了影响反应的因素。结果表明,醇酸摩尔比为4.0∶1,催化剂用量为1.0g(癸二酸0.1mol),带水剂苯15mL,反应时间2.5h是最佳反应条件,酯化率可达91%,并推断出该催化剂的酸强度-16.02<Ho<-14.52.

纳米晶BaMgAl_(10)O_(17):Eu复合氧化物的合成及发光特性

采用溶胶-凝胶法制备了纳米晶BaMgAl_(10)O_(17):Eu蓝色荧光粉,并对其进行了表征。结果表明:与微米晶相比,纳米晶的XRD图谱展宽,随着Eu^(2+)浓度的增加,表现为荧光猝灭;荧光猝灭源于晶格迁移。

基于MgAl-8-HQ LDH复合粒子选择性检测Fe^(3+)的荧光传感器

为实现对Fe^(3+)高选择和简便检测,基于镁铝层状双氢氧化物(MgAl LDH)层板的Al^(3+)的可调控性及易与8-羟基喹啉(8-HQ)发生配位作用,设计制备了8-HQ插层配位的高荧光性8-羟基喹啉镁铝层状双氢氧化物(Mg_xAl-8-HQ LDH),同时采用IR,XRD,UV-Vis及分子荧光光谱仪表征其结构和性能。IR分析表明8-HQ与铝离子生成C-O-Al和C-N-Al配位键;XRD揭示8-HQ插入MgAl LDH的层板间,致(003)衍射峰向2θ低角度方向移动,衍射峰强度随Mg与Al摩尔比增加而增强;因MgAl LDH层间的8-HQ与Al^(3+)配位,致8-HQ在314 nm处的吸收峰消失,同时在376 nm处出现了金属离子与配体之间的跃迁吸收峰;荧光分析表明:Mg_xAl-8-HQ LDH的荧光强度随Al^(3+)含量降低而增强,当镁铝离子物质的量之比为4∶1时,荧光强度显著强于8-羟基喹啉铝。通过研究金属离子对Mg_4Al-8-HQ LDH粒子荧光光谱的影响,发现该粒子对金属离子表现出显著的选择和差异性,尤其对Fe^(3+)具有高选择性。进一步研究[Fe^(3+)]对Mg_4Al-8-HQ LDH粒子的溶液颜色及荧光强度的影响表明:在10^(-6)~10^(-2)mol·L^(-1)内随[Fe^(3+)]增加,Mg_4Al-8-HQ LDH粒子溶液的颜色由浅黄色变成墨绿色,故可实现上述浓度范围内Fe^(3+)的比色传感;同时其荧光强度显著降低,当[Fe^(3+)]为10^(-3)mol·L^(-1)可完全猝灭其荧光,当-log[Fe^(3+)]为3~6时,-log[Fe^(3+)]与溶液荧光强度呈负相关函数关系,可实现对Fe^(3+)的高选择和灵敏性荧光传感检测,据此本实验成功建立了Mg_A Al-8-HQ LDH粒子荧光和比色双重传感检测Fe^(3+)的新方法。

镁铝尖晶石负载复合纳米Ru-Fe_2O_3 CO高变催化剂的研制

以醇盐法制备了γ-Fe2O3、还原法制备了聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)保护的纳米Ru溶胶,并以聚乙烯醇(PVA)保护的镁铝尖晶石为载体制备了含钌(Ru)无铬CO高变催化剂。