一步法制二甲醚工艺及催化剂的研究

本文采用共沉淀沉积法制备了一步法合成二甲醚的双功能催化剂，并在固定床高压流动反应装置上对其催化性能进行研究，考察了MnO2助剂对Cu—ZnO—ZrO2／HZSM—5催化剂性能的影响以及工艺条件对二甲醚合成的影响。采用TPR、XRD等测试方法对催化剂进行了表征，结果证明：MnO2助剂的加入，能够增加活性中心数量，提高催化剂的活性。     

多壁碳纳米管的PEI修饰及NO吸附性能研究

采用CVD法以SBA-16为模板、以Fe为催化剂合成多壁碳纳米管,并对多壁碳纳米管进行羧基化,羧基化后的多壁碳纳米管分别与直链和支链结构的聚乙烯亚胺(PEI)作用.SEM、TEM及IR结果表明,羧基化后的多壁碳纳米管与PEI作用后,多壁碳纳米管表面具有酰氨基和吸附态的PEI.Ram an和XRD研究表明,PEI修饰后的多壁碳纳米管的结构并未改变.采用TG-MS对PEI修饰前后的碳纳米管进行的等温NO吸附-脱附实验表明,经支链PEI修饰的多壁碳纳米管,其NO选择性、吸附能力和吸附量较直链PEI修饰和纯化的多壁碳纳米管明显提高.     

Preparation and characterization of La1 -xCexFe1-y-nCOyRunO3 compounds

Since the discovery of perovskite-type oxides ascombustion catalysts in the 1970’s, a number of effortshave been devoted to extending this material by varyingit’s A or B site composition to synthesize the cata-lysts[1 -2]. Several preparation techniques, such asthermal decomposition of cyanide, hydroxides, metal-EDTA and the hydrothermal synthesis method, havebeen employed. Among them sol-gel method has manyadvantages such as a lower synthesis temperature andeasily doping etc[3]. At presen…     

天然气和二氧化碳转化制合成气的研究──Ⅱ．催化剂失活与再生

采用ＸＲＤ，ＸＰＳ技术，配合比表面、孔结构测定和催化微反技术，研究了天然气和ＣＯ２转化制合成气催化剂失活机制和再生条件。发现催化剂失活主要是由于活性中心Ｎｉ０聚集并形成晶相，因而降低了催化剂表面活性中心数，其次是由于部分活性中心形成难还原的ＮｉＡ１２Ｏ４物种和催化剂比表面降低。找到了一种催化剂再生的最佳条件，通过使用晶相分散剂Ｂ可以使催化剂恢复到新鲜催化剂的活性。     

纳米多级结构扁圆型多孔α-Fe2O3的合成及NOx吸附性能研究

为了制备室温下对NOx吸附性能优异的纳米材料,采用表面活性剂辅助的纳米粒子自组装方法制备了纳米多级结构扁圆型多孔α-Fe2O3。分别采用XRD、FT-IR、TG-DSC、SEM及TEM等技术手段研究了材料的形貌与结构。研究表明,每一个扁圆型的Fe2O3是由8～10nm左右的Fe2O3纳米颗粒聚集而成,属赤铁矿型的α-Fe2O3,晶型较好。在室温下对材料进行NOx的吸附脱附实验,研究发现,该材料的选择性吸附NOx能力和吸附量较市售的α-Fe2O3明显提高。原因在于,空气中的氧气吸附于多孔α-Fe2O3材料表面,形成的氧负离子,与NOx形成化学吸附,有助于提高NOx的吸附性能。初步探讨NOx的吸附机理,为半导体氧化物在室温下NOx检测提供了重要实验基础。     

静电纺丝法制备SiO2纳米纤维及其形貌的调控

一维SiO2纳米纤维以其独特的长径比,优异的力学性能以及热学性能,广泛应用于分离、催化以及传感器领域。以高压静电纺丝技术为基础,结合无模板剂的溶胶-凝胶法合成了直径均匀、连续无裂痕的SiO2纳米纤维。研究表明,合成的SiO2纳米纤维形貌良好,直径约为0.5～3μm,为无定形结构。通过改变陈化时间,调整凝胶的粘稠度,从而控制电纺SiO2的形貌与结构,得到了SiO2碗状结构和不同直径的纳米纤维,证明了利用无模板的溶胶-凝胶法静电纺丝的可行性。     

铝盐掺杂TiO2棒状纤维的制备及其室温NOx气敏性

以钛酸四丁酯为钛源、Al(NO3)3为铝盐,采用静电纺丝法在600℃焙烧条件下制备出铝盐掺杂TiO2棒状纤维.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪等对纤维的形貌和组成进行了表征.研究了室温下铝盐掺杂TiO2纤维对NOx的气体敏感性能,并对其气敏机理进行了分析.结果表明:铝盐掺杂TiO2纤维为一维棒状结构,直径约为200nm.在室温条件下对NOx有较好的气敏响应,响应时间最短为6s,最低检测体积分数可达9.7×10-7.锐钛矿相的存在有利于NOx的吸附-脱附.铝盐掺杂TiO2纤维大幅提高了对NOx的气敏响应灵敏度,是一种在室温条件下极具潜力的气敏材料.     

β-环糊精改性的多壁碳纳米管对NO的吸附性能研究

为开发NO气敏传感器,采用β-环糊精对模板法制备的多壁碳纳米管进行了表面修饰改性.利用扫描电镜、红外光谱、X-射线衍射、热分析-质谱等表征手段研究了改性的MWCNTs的结构性能,并对NO的吸附-脱附作用机理进行了讨论.结果表明:环糊精的小口端易与多壁碳纳米管的管壁相互作用并结合在一起,使环糊精包覆在多壁碳纳米管的表面.多壁碳纳米管外或内层的环糊精可以通过氢键与环糊精以层与层的方式进行连接,达到对MWCNTs的多层改性修饰作用.XRD研究证明经环糊精改性的多壁碳纳米管其结构并没有发生变化.热分析质谱研究发现,β-环糊精改性的MWCNTs对NO的吸附-脱附能力均大于未改性的MWCNTs,其中MWCNTs吸附NO主要是表面物理吸附和管体空腔内的化学吸附;而经β-环糊精修饰的MWCNTs除本身能够吸附NO外,其表面包覆的β-环糊精空腔也能够吸附NO分子,并与NO形成非共价键吸附.β-环糊精与MWCNTs质量比为10∶1时,其吸附NO的量最大,是未改性MWCNTs的1.69倍.     

MWCNTs/多孔ZnO纳米材料的制备及室温NO气敏性研究

为开发室温气敏传感器材料,以Zn(NO3)2.6H2O为锌源、尿素为沉淀剂,在制备水合碱式碳酸锌(Zn4CO3(OH)6.H2O)的过程中加入羧基化的MWCNTs(MWCNT-COOH),焙烧制备了MWCNTs/ZnO复合材料.采用XRD,SEM和TEM等对其进行了分析.结果表明:复合材料中MWCNTs分散均匀,ZnO呈多孔纳米片状,纳米片由多个尺寸在10～20 nm的ZnO颗粒组成;在室温、空气湿度为50%的氛围中测试复合材料对NO的气敏响应发现,复合材料对体积浓度1×10-4的NO气敏响应灵敏度大约是MWCNT-COOH的3倍,明显高于MWCNT-COOH;对比加入不同量MWCNT-COOH制备的3种复合材料对NO的气敏性可知,加入200 mg MWCNT-COOH所制备的复合材料对低浓度(体积浓度≤50×10-6)的NO气体表现出较高的灵敏度.     

合成气直接制二甲醚的Cu基双功能催化剂研究

为对催化研究和二甲醚的实际生产提供参考,采用共沉淀沉积法制备了一系列CuO/ZnO/ZrO2/MnO2/HZSM-5比例不同的二甲醚合成催化剂,并在固定床高压流动反应装置上,以自制的含氮合成气(V(H2)∶V(CO)=2.13)为原料考察了催化剂制备条件和组分比例对催化剂性能的影响.结果表明,当共沉淀温度在75℃、pH值在10左右,n(CuO)∶n(ZnO)∶n(ZrO2)∶n(MnO2)=1∶1∶0.5∶0.01、m(MnO2-(CuO-ZnO-ZrO2)∶m(HZSM-5)=3∶1时,催化剂的活性和选择性最好,在反应压力为4.0 MPa,原料空速为1 000 h-1,反应温度为250℃时,CO转化率达到87.81%,二甲醚收率达到65.07%.TPR、XRD、XPS等测试结果表明,在MnO2-(CuO-ZnO-ZrO2)/HZSM-5催化剂中,ZnO能提高CuO组分的分散度,使活性中心增加,并与MnO2协同作用,促进电子传递,增强了催化剂的活性和选择性.