水滑石型固体碱碱性位的内标CO_2-程序升温脱附-MS表征

通过共沉淀法制备了一系列不同镁铝比的水滑石样品,依据物相分析与热失重实验结果确认了合成的样品具有水滑石结构。以方解石型CaCO3为内标,对水滑石样品碱性位的CO2-程序升温脱附(TPD)定量表征进行校正,并比较了不同实验参数对方法精密度的影响。经过各测试参数的敏感性分析证实,用CaCO3脱附峰面积校正后,水滑石碱密度测量结果的RSD分别由9.7%、12.3%下降为4.3%、7.3%,而汇总分析的RSD可从29.6%下降至6.6%。CO2-TPD定量分析精密度明显提高,证实了内标法的优势及其应用于固体碱定量表征的可行性。将内标法所得结果与固体碱催化酯交换反应的性能关联,结果发现,水滑石催化性能受到活性相的碱强度与碱密度双重指标的调控,碱强度和碱密度越大,酯交换催化效率越高。     

CaO/ZrO2固体碱催化水解CFC-12的研究

采用沉淀过饱和浸渍法制备CaO/ZrO₂固体碱催化剂,通过XRD、SEM、EDS、N₂吸附-脱附、FT-IR和CO₂-TPD表征手段对催化剂进行表征,同时研究了催化剂焙烧温度、催化水解温度、水蒸气浓度与总流量对CFC-12转化率的影响.结果表明,在焙烧温度为500℃、催化水解温度为400℃、水蒸气浓度为25%、总流量为5 mL/min时CFC-12的转化率最高,达到95.80%,主要产物为HCl、HF和CO₂,副产物为CFC-13.表征结果表明其为典型的介孔材料,并且纯度较高,经过焙烧后CaO和ZrO₂形成了固溶体,500℃焙烧的催化剂具有较高的比表面积和孔容,焙烧温度过高催化剂会烧结成块,孔结构遭到破坏.CO₂-TPD表征结果表明催化剂的活性中心为碱,并且高的焙烧温度会降低其碱性.     

由M0.02Cu0.4Mg5.6Al1.98(OH)16CO3 (M=Ru,Re)水滑石为前驱体制备的双金属固体碱催化甘油氢解

采用共沉淀法合成了M_0.02Cu_0.4Mg_5.6Al_1.98(OH)₁₆CO₃ (M = Ru,Re)水滑石前驱体,然后经焙烧和还原制备了铜分散度较高的双功能M-Cu/固体碱催化剂.这些双功能催化剂在粗甘油氢解制备丙二醇反应中表现出了很好的催化活性.表征结果证明,M的加入增强了催化剂表面氢的吸附和活化,进而促进了甘油的转化.     

高稳定性CaO-ZrO2固体碱催化剂的表征和催化性能

用共沉淀法经高温焙烧制备了CaO摩尔分数从10%至50%的CaO-ZrO₂系列催化剂, 将其应用于碳酸丙烯酯和甲醇酯交换合成碳酸二甲酯过程, 并通过XRD, FT-IR, BET, ICP, CO₂-TPD, XPS等表征手段研究了催化剂的物性及其催化性能随组成变化的的规律. 结果表明, 当CaO摩尔分数高于30%时, 表面出现游离的CaO, 虽然具有强碱性和高活性, 但是稳定性差; 而当CaO摩尔分数低于30%时, Ca^2＋进入ZrO₂晶格, CaO与ZrO₂形成连续固溶体, 并且随着CaO含量的增加, 晶格氧的电荷密度增加, 催化剂的碱性增强, 使得CaO-ZrO₂催化剂在碳酸丙烯酯和甲醇酯交换合成碳酸二甲酯过程中获得了高活性和高稳定性.     

高稳定性CaO-ZrO2固体碱催化剂的表征和催化性能

用共沉淀法经高温焙烧制备了CaO摩尔分数从10%至50%的CaO-ZrO₂系列催化剂, 将其应用于碳酸丙烯酯和甲醇酯交换合成碳酸二甲酯过程, 并通过XRD, FT-IR, BET, ICP, CO₂-TPD, XPS等表征手段研究了催化剂的物性及其催化性能随组成变化的的规律. 结果表明, 当CaO摩尔分数高于30%时, 表面出现游离的CaO, 虽然具有强碱性和高活性, 但是稳定性差; 而当CaO摩尔分数低于30%时, Ca^2＋进入ZrO₂晶格, CaO与ZrO₂形成连续固溶体, 并且随着CaO含量的增加, 晶格氧的电荷密度增加, 催化剂的碱性增强, 使得CaO-ZrO₂催化剂在碳酸丙烯酯和甲醇酯交换合成碳酸二甲酯过程中获得了高活性和高稳定性.     

高温水热对Mg3Al-CO32-水滑石结晶过程的影响研究

采用XRD、TEM、TG-DTA、TPD等表征手段研究了高温水热处理过程对镁铝碳酸根水滑石结晶度、晶面衍射相对强度、层间CO₃^2-阴离子的性质以及高温水热处理恢复得到的镁铝水滑石的晶态结构等性质的影响。结果表明：水热温度低于270 ℃，随温度升高，样品结晶度增加，(003)、(006)晶面优势生长。HT样品的分解随水热温度的增加，脱碳酸根过程向高温区偏移，并且分解温度区间渐窄。水热有利于LDO(layered double oxides)样品的恢复，热分解产生的MgO、AlO(OH)、MgAl₂O₄尖晶石相恢复进入水滑石层间结构的顺序为MgO＞AlO(OH)＞MgAl₂O₄。     

以镁铝水滑石为前驱体制备复合氧化物催化丙酮气相缩合反应

采用共沉淀-恒温晶化法制备了系列镁铝水滑石(Mg-Al-LDH)样品,对镁铝水滑石在500 ℃焙烧得到镁铝复合氧化物(Mg-Al-LDO),采用IR、XRD、CO₂-TPD、SEM及N₂吸附-脱附等方法对Mg-Al-LDH和Mg-Al-LDO进行了表征。在温度250 ℃、液时空速1 h^-1条件下,采用固定床对镁铝复合氧化物催化剂对丙酮缩合反应的性能进行微反活性评价。研究结果表明,晶化时间与镁铝复合氧化物的弱碱性位和强碱性位的密度相关。丙酮缩聚反应的主要产物为异佛尔酮(IP)和异丙叉丙酮(MO),以及少量的异丙烯基丙酮、双丙酮醇,均三甲苯等。丙酮缩聚制备异佛尔酮的反应需要催化剂表面弱碱性位(S_w)与强碱性位(S_s)的协同作用,S_w与S_s需要匹配。晶化12 h得到的镁铝复合氧化物催化剂(LDO-12)的S_w/S_s=1.3,异佛尔酮(IP)选择性为65.3%,单程有效收率(IP+MO)为14.8%。     

水滑石层间碘酸根离子的还原性机理研究

通过X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪表征发现,经水合肼（N₂H₄·H₂O）和亚硫酸钠（Na₂SO₃）两种还原剂处理碘酸根插层水滑石的产物分别为碘离子插层的水滑石（ZnAl-ILDHs）和硫酸根离子插层水滑石（ZnAl-SO₄LDHs）。进一步研究表明,N₂H₄·H₂O和水滑石的反应为D₇模型的核外层扩散反应,N₂H₄·H₂O在水滑石微球界面和IO₃^-发生反应。而Na₂SO₃则先进入了水滑石层间,然后与层间的IO₃^-反应,其模型符合D₁₁动力学模型。     

阴-非离子表面活性剂复合改性水滑石的表面性质研究

采用十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、吐温-80（Tween-80）及两种表面活性剂复合改性镁铝水滑石,得到SDBS-LDHs,Tween-LDHs及SDBS/Tween-LDHs₃种改性水滑石。利用反相气相色谱法（IGC）对样品进行表面性质的研究,定量计算了表面吸附自由能（ΔG₀）和表面能色散组分（γ_s^d）。结果表明,改性材料的ΔG₀与γ_s^d值均比未处理的镁铝水滑石小,其中阴-非离子表面活性剂复合改性后的水滑石的ΔG₀与γ_s^d值最小,说明阴-非离子表面活性剂复合改性水滑石较单一改性水滑石更有利于提高材料的稳定性。此外,各类水滑石的γ_s^d值均随着温度的升高而减小,因此,在制备聚合物/水滑石类材料时,可以利用提高温度来改善其与聚合物的相容性。     

镁铝类水滑石的合成、表征及其催化丙酮缩合性能

采用共沉淀-水热法合成了一系列的类水滑石样品.用XRD、TEM等表征了合成样品的结构及表面形貌;用NH3-TPD、CO2-TPD测试样品表面酸碱性质,优化了镁铝水滑石的合成条件,重点考察了镁铝比对合成样品晶形的影响和样品表面酸碱性变化的规律,阐述了层板上原子配位分布的微观结构,以及不同镁铝比的类水滑石在催化丙酮缩合制备双丙酮醇反应中催化性能.     

Ni/Ce-Zr-Al-O催化剂的表面碱性和CO2＋CH4重整性能

用水热法制备了不同NiO含量的Ni/Ce-Zr-Al-O催化剂.用H2-TPD (程序升温脱附),DRIFTS(漫反射红外傅立叶变换光谱),CO2-TPD等方法考察了NiO的含量对催化剂表面碱性的影响,并和反应稳定性以及抗积碳性能相关联.H2-TPD结果表明,随NiO含量的增加,催化剂表面的Ni含量增加.DRIFT和CO2-TPD结果表明CO2的化学吸附主要是碳酸盐和碳酸氢盐形式.添加少量Ni能够使表面碱性位数量显著增加,碱强度减弱.Ni可能优先占据在催化剂表面较强的碱性位上,再增加Ni的含量则会使碱强度减弱,碱性位有所减少,降低CO2的吸附性能,从而减弱从CO2获得活动氧以消碳的能力.这种作用使NiO含量为7.0％(w)的样品活性随反应进行而减低,积碳量是NiO含量为4.0％(w)的样品的3.7倍.     

硝酸镁在γ-Al2O3上的热分解及MgO/γ-Al2O3的碱性

研究了不同载量时Mg(NO3)2 在γ Al2O3 上存在状态和热分解行为差异.考察了Mg含量不同时MgO/γ Al2O3 的碱性变化情况 ,并与水滑石焙烧产物Mg(Al)O的碱性进行了对比.结果表明,Mg(NO3)2 可单层分散于γ Al2O3 表面 ,Mg(NO3)2 的分散决定了MgO的分散阈值 ;单层态的Mg(NO3)2 比晶态的分解温度低 ;MgO/γ Al2O3 在阈值附近具有单位表面最高碱量 ,碱位分布与Mg(Al)O相似 ,单位表面碱量高于Mg(Al)O.由于γ Al2O3 的织构可以方便地调节 ,且MgO/γ Al2O3很容易制备 ,MgO/γ Al2O3 是一个很有应用前景的固体碱.     

负载Pd催化剂的表面碱性和NO吸附关系

催化消除汽车尾气中氮氧化物（ＮＯｘ）物种在大气环境保护方面有着重要意义．随着环保法规的越来越严格,研制活性更高,稳定性更好的 ＮＯｘ催化剂势在必行．贵金属 Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ三效催化剂（ＴＷＣ）能够同时去除 ＮＯｘｓ、ＣＯ、ＨｘＣｙ三种污染物,生产工艺比较成熟．其中Ｒｈ是公认的促使ＮＯｘ还原为Ｎ２的最有效组分,但Ｒｈ的价格较高且资源贫乏,限制了其实际应用．所以人们一直尝试采用一种廉价的替代品．单Ｐｄ的三效催化剂,由于其相对低廉的价格,较好的耐高温性能,有可能是合适的选择［１－２］．此外,以ＮＨ３为还…     

PVCH-PE-PVCH三嵌段共聚物在超临界CO2中的熔融再结晶行为

本研究组在前期研究中发现, 改变溶剂的挥发速率可以调节体系中PE结晶和PVCH玻璃化之间的竞争, 进而调节PE结晶的受限程度. 超临界二氧化碳(scCO2)是一种非极性溶剂, 其对无定形聚合物(如PS)有很强的溶胀作用, 可显著降低聚合物的玻璃化转变温度, 提高原来被冻结的高分子链的活动能力. PVCH的分子结构与PS相似, 研究结果表明, scCO2对PVCH组分也有很强的溶胀能力, 导致PVCH的玻璃化转变温度降低, 从而可以改变PE嵌段的受限状态. 本文研究了PVCH-PE-PVCH在scCO2中的熔融再结晶行为.     

Synthesis, Characterization, and Photocatalytic Activity of Bi_2O_3

A series of Bi2O3 were prepared by a facile hydrothermal method using NaOH and ammonia as the mineralizers. The products were characterized by XRD, IR, UV-vis diffuse reflectance spectra, and photodegradation of Rhodamine B dye. Simply using NaOH to supply a strong base condition, single phase α-Bi2O3 was formed. When changing the amount of NaOH and ammonia, mixed phases of α-Bi2O3, （BiO）4CO3（OH）2 and Bi2O2CO3 were obtained. All samples were found to show photocatalytic activities towards the degradation of Rhodamine B dye under UV light irradiation, in which mixed phase samples showed higher activities than single phase α-Bi2O3 possibly owing to the synergistic effect of the mixed phases.     

固体碱在二氧化碳-甲醇法合成碳酸二甲酯反应中的作用

本文探讨了固体碱的制备和预处理等因素对于ＣＯ_２~－甲醇法合成碳酸二甲酯（ＤＭＣ）的影响,发现微波法所制碱性沸石等多孔材料的反应活性高于浸渍法所制样品。本文首次报道了微波辐射低压合成ＤＭＣ的新方法,该法能极大地缩短反应时间并提高产物选择性。研究表明： ＣＯ_２和甲醇生成 ＤＭＣ的反应在热力学上是几乎不能进行的,加入固体碱的实质是提供了一条耦合的途径。     

Mn-CaO催化剂上甲烷-二氧化碳共活化制C_2烃研究II.催化剂表征及反应机理研究

在Mn-CaO催化剂开展了一系列的表征,包括XRD,XPS,CO2-TPD.结合催化剂评价、表征结果,对催化反应机理进行了推测,指出Mn组分与催化剂的活性相关联而Ca组分的主要作用是提供吸附型的CO2(a)*,反应过程中形成的Mn3+/Mn2+离子对在CO2和CH4的活化过程中扮演了重要角色.     

On the nature and accessibility of the Brønsted-base sites in activated hydrotalcite catalysts

Base catalysis is of importance for organic synthesis in general and fine chemicals manufacture in particular. Activated hydrotalcites have recently received a great deal of attention as solid base catalysts; however, no systematic work on the nature of their active sites has been published up till now. In this work two different methods have been applied to activate Mg-Al hydrotalcites to obtain Br?nsted-base catalysts for liquid-phase condensation reactions. Activation via thermal treatment followed by rehydration (HT-reh) resulted in irregularly stacked platelets ( approximately 60 nm), whereas the sample activated via aqueous ion-exchange (HT-exc) preserved its original hexagonal hydrotalcite platelets ( approximately 100 nm). The specific activity for the self-condensation of acetone of HT-reh was over 10 times that of HT-exc. The enthalpy of CO2 adsorption on the activated hydrotalcites determined with calorimetry to gain insight into the strength of the basic sites showed very similar values. IR spectra of adsorbed CDCl3 as probe molecule on the differently activated samples revealed large differences in adsorbed amounts, but again the strength of the basic sites appeared to be the same. These results point to steric hindrance for the substrate molecules as the main factor determining differences in catalytic activity. The high accessibility of Br?nsted-base sites in HT-reh is proposed to involve a distorted edge structure of the platelets. The edge structure of exchanged samples could be distorted too, either by exchange under reflux conditions or under ultrasonic treatment. In line with the proposed model, the distorted exchanged samples displayed a much higher catalytic activity than HT-exc.