复合氧化物TiO_2-SiO_2的制备及其应用研究进展

综述复合氧化物TiO_2-SiO_2的不同制备方法及其应用的研究现状。着重介绍了溶胶-凝胶法制备复合氧化物TiO_2-SiO_2,详述了在不同的模板剂:三嵌段共聚物(P123)、三维骨架聚合物、聚乙二醇等条件下制备不同的复合氧化物TiO_2-SiO_2。提出了复合氧化物今后研究的问题和难点。     

CuMn_2TiO_6催化剂的制备及其甲烷催化燃烧性能

用溶胶-凝胶法制备了CuMn_2TiO_6,CuTiO_3,Mn_2TiO_5,CuMn_2O_4催化剂,又分别采用共沉淀法和浸渍法制备了CuMn_2TiO_6催化剂;采用XRD、H_2-TPR、N_2吸附-脱附和TEM等方法对催化剂的结构进行了表征,在小型固定床连续流动反应装置上评价了催化剂的甲烷催化燃烧性能,分析了催化剂的元素组成和制备方法对催化剂的结构和活性的影响。实验结果表明,Ti组分的引入可抑制晶粒的生长,提高催化剂的还原性,从而使催化剂的活性提高;共沉淀法制备的CuMn_2TiO_6催化剂具有较高的活性,在432℃、气态空速12 000 h~(-1)的条件下,可使甲烷转化率达到90%。Mn_2O_3和Cu_(1.5)Mn_(1.5)O_4是催化剂的主要活性物种,且Cu_(1.5)Mn_(1.5)O_4的活性高于Mn_2O_3。     

CuMn_2Ti_xO_(4+2x)复合氧化物的制备及其催化甲烷燃烧性能

采用溶胶-凝胶法制备了一系列铜锰钛复合氧化物催化剂Cu Mn2TixO4+2x(x=0,0.5,1,2),通过XRD,H2-TPR,BET,TEM等方法对催化剂的结构进行了表征,并考察了钛掺杂量和焙烧温度对催化剂的结构及其催化甲烷燃烧活性的影响。实验结果表明,掺杂钛提高了催化剂的比表面积和可还原性,使催化剂的活性明显提高;当x=1时,即Cu Mn2Ti O6催化剂的活性最高,在反应气体积组成为CH4 3.0%,O2 20%,N2 77%和气态空速12 000 h-1的条件下,甲烷转化率达10%时的反应温度为320℃,甲烷转化率达90%时的反应温度为445℃;随催化剂焙烧温度的升高,Cu Mn2Ti O6催化剂的活性逐渐降低。     

溶胶凝胶法制备SiO_2-TiO_2复合氧化物及其热稳定性研究

以廉价的四氯化钛为起始原料,采用溶胶 凝胶一步水解法合成含TiO220%(质量分数)的SiO2 TiO2复合氧化物,并考察了焙烧温度的影响。采用FT IR、XRD、BET等测试方法进行性能表征,结果表明,该复合氧化物比表面积高达661 7m2/g,经1100℃高温焙烧,仍有11m2/g;热稳定性好,在较宽的温度范围内焙烧,没有引起Ti O Si键的断裂,高温焙烧后,仍以无定型形式存在。     

Cu~(2+)/TiO_2-SiO_2催化剂的制备及其光催化降解气相间二甲苯的性能

以钛酸丁酯、正硅酸乙酯和硝酸铜为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了Cu2+/T iO2-S iO2催化剂,分别用X射线衍射、BET比表面积测试、透射电子显微镜、紫外-可见光谱和傅里叶变换红外光谱对其进行了表征;以间二甲苯为代表物,评价了Cu2+/T iO2-S iO2催化剂对气相挥发性有机物的光催化降解活性,并讨论了复合S iO2和掺杂Cu2+的Cu2+/T iO2-S iO2催化剂对光催化降解间二甲苯活性的影响。实验结果表明,在500℃煅烧后的Cu2+/T iO2-S iO2催化剂呈锐钛矿结构,粒子分布均匀,平均粒径为9nm,比表面积为285m2/g;掺杂Cu2+促进了Cu2+/T iO2-S iO2催化剂对可见光的吸收,显著提高了光量子效率。用Cu2+/T iO2-S iO2催化剂光催化降解质量浓度100m g/L的气相间二甲苯,反应240m in后,间二甲苯的降解率达96.4%。     

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。     

SiO-ZrO2复合氧化物气凝胶的制备--不同锆盐前体的影响

以正硅酸乙酯、ZrO(NO3)2·2H2O和ZrOCl2·8H2O为原料,采用溶胶-凝胶法结合超临界干燥技术制备了分子水平均匀混合的介孔SiO2-ZrO2复合氧化物气凝胶.考察了2种锆盐前体对复合氧化物气凝胶结构和性能的影响.结果表明,以ZrO(NO3)2·2H2O制备的复合氧化物的混合性和均匀性更好,且有Si-O-Zr键形成.     

溶胶凝胶法制备体相型Mo-Ni复合氧化物催化剂及其加氢脱硫性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了体相型Mo-Ni复合氧化物加氢脱硫催化剂,并对其进行XRD,BET,NH3-TPD等表征,以二苯并噻吩质量分数2%的正辛烷溶液为原料,在连续固定床反应装置上对催化剂的加氢脱硫性能进行评价,考察催化剂焙烧温度、溶胶凝胶过程中溶液pH以及淀粉的加入量等对催化剂性质和性能的影响。结果表明：在500 ℃以上高温焙烧后的氧化态催化剂中主要存在α-NiMoO4和β-NiMoO4晶相,硫化态催化剂中则存在MoS2和Ni2S3晶相;焙烧温度的升高有利于氧化态催化剂形成α-NiMoO4晶相,溶液碱性的增加则有利于形成β-NiMoO4晶相,二者均导致催化剂的总酸量显著降低;淀粉的加入对氧化态催化剂的晶相影响很小,但有利于提高活性组分的分散性,适量淀粉的加入可提高催化剂的比表面积和孔体积;在焙烧温度为600 ℃、溶液pH为 2和淀粉加入量为 15 g/mol的条件下所制备的催化剂具有较高的加氢脱硫活性,在反应温度为 260 ℃、反应压力为 2.5 MPa、体积空速为 2 h-1和氢油体积比为 300的条件下,对于硫质量分数为3480μg/g的原料,加氢脱硫率高达98.3%,二苯并噻吩的反应以加氢脱硫路径占优势,加氢脱硫路径与氢解脱硫路径反应的比值约为1.23。     

纳米TiO2-Al2O3复合载体的制备研究进展

近年来,国内外对纳米TiO2-Al2O3,复合载体进行了大量的研究。本文就纳米TiO2-Al2O3,复合载体的制备方法和影响因素及其在加氢精制催化剂中应用的最新研究进展进行了介绍,提出了目前存在的问题及解决途径。     

γ-Al_2O_3负载钴铜复合氧化物的制备及其催化分解N_2O性能

采用等体积浸渍法制备γ-Al_2O_3负载钴铜复合氧化物催化剂(Co9Cux/γ-Al_2O_3),利用XRD,BET,H_2-TPR等手段对催化剂进行表征。考察了Cu负载量、有无O_2存在等对催化剂活性的影响,研究了催化剂的催化机理及其稳定性。表征结果显示,Co_9Cu_x/γ-Al_2O_3催化剂具有尖晶石结构,随Cu负载量的增加,催化剂的比表面积下降,CuO还原峰向低温区移动,Cu的负载量达15%(w)时,继续增加Cu负载量,催化剂比表面积基本保持不变,钴系氧化物的存在提高了催化剂活性。实验结果表明,Co9Cu15/γ-Al_2O_3催化剂的活性最高,N2O转化率在565℃时达100%;Co9Cu15/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的稳定性,在有O_2条件下,560℃连续催化分解N_2O反应24 h,N_2O转化率仍大于97%。     

MoP/ZrO2-SiO2-Al2O3 催化剂的加氢脱硫活性

 采用溶胶-凝胶法制备了ZrO₂-SiO₂-Al₂O₃复合载体,并用共浸渍法制备负载型 MoP/ZrO₂-SiO₂-Al₂O₃催化剂,通过原位还原技术对催化剂进行还原处理后,在连续固定床反应器上,以柴油为原料考察了催化剂的加氢脱硫活性。结果表明,ZrO₂、SiO₂和Al₂O₃的摩尔比对催化剂的活性有很大的影响,当n _Zr/n _Si/n _Al为1/1/4时,催化剂的加氢脱硫效果最好;助剂 Ni 的加入对催化剂加氢脱硫活性的促进作用比较明显,助剂 Ni 的质量分数为6%时,催化剂表现出较高的催化活性,脱硫率达97.96%。     

锆基复合氧化物的制备及其应用的研究进展

综述了ZrO2基复合氧化物的各种制备方法及其在加氢精制、光催化、汽车尾气净化等方面的应用。指出利用溶胶-凝胶法、柠檬酸络合法和沉淀法制备Ti O2-ZrO2,Ce O2-ZrO2,Al2O3-ZrO2等锆基复合氧化物过程中存在的优点和不足;对在制备过程中影响锆基复合氧化物性能的因素(如焙烧温度、摩尔比、干燥方法等)进行了阐述和分析;提出在今后的研究工作中需要从工业化的角度研究锆基复合氧化物的制备方法及其应用,促进锆基复合氧化物的工业化生产。     

溶胶-凝胶（水热）法制备TiO2-SiO2及期对Co/TiO2-SiO2的F-T反应催化性能的影响

 分别采用溶胶-凝胶法和溶胶-凝胶水热法制备了TiO₂-SiO₂复合氧化物,采用等体积浸渍法制备了Co/TiO₂-SiO₂催化剂。采用N₂吸脱附、XRD、Raman、XPS、TPR等手段考察了载体制备方法对催化剂结构的影响,考察了载体制备方法对催化剂费-托合成反应性能的影响。结果表明,溶胶-凝胶水热法制备的TiO₂-SiO₂复合氧化物具有较高的比表面积,在提高Co物种还原度的同时,有利于更多的Co物种在载体表面分散,进而提高了催化剂对费-托合成反应的催化活性,降低了甲烷的选择性,并提高了C⁺₅烃的选择性。     

超声波辅助共沉淀法制备大比表面积TiO_2-Al_2O_3复合载体

分别以氨水、碳酸氢铵、尿素为沉淀剂,AlCl3为铝源,采用超声波辅助共沉淀法制备了TiO2-Al2O3复合载体;考察了沉淀剂对TiO2-Al2O3复合载体结构性能的影响;采用FTIR、XRD、N2吸附-脱附法、SEM等手段对所制得的复合载体进行了表征。表征结果显示,TiO2-Al2O3复合载体中TiO2为锐钛矿型,Al2O3为γ-Al2O3晶型,采用氨水和碳酸氢铵为沉淀剂提高了锐钛矿TiO2的热稳定性,加入十六烷基三甲基溴化铵有利于增大载体的孔径和孔体积。其中以碳酸氢铵为沉淀剂制得的TiO2-Al2O3复合载体的结构性能最好,主要是因为碳酸氢铵是一种缓冲溶液,释放NH4+的速率较慢,该复合载体的孔径达30.9nm、孔体积达2.19mL/g、比表面积达284m2/g。     

复合掺杂钙钛矿氧化物催化剂的制备方法

综述了钙钛矿型氧化物（可用通式ABO3来表示）的典型正交晶体结构和复合掺杂钙钛矿型复合氧化物催化剂的主要制备方法：自燃烧法、水热法、溶胶一凝胶法、固相法、共沉淀法、化学气相沉积法、滴淋一热解法、微乳液法以及湿化学法等。总结了以上各种方法的制备过程、特点以及工艺优化方面国内外所取得的研究进展,并在现有研究进展基础上,展望了复合掺杂钙钛矿催化剂的制备方法的研究前景。