氮和镍掺杂纳米TiO2复合粉体的制备及其光催化性能

以Ti（SO4）2,NiSO4·6H2O,N,N-二甲基甲酰胺等为原料,采用水热合成法制备氮和镍掺杂的纳米TiO2复合粉体,通过XRD对其进行了表征,并以10mg／L的甲基橙溶液为底物,测定了其太阳光催化性能。结果表明,氮和镍掺杂能提高纳米TiO2的光催化性能,当氮和镍掺杂摩尔分数均为2．0％,焙烧温度为600℃,甲基橙溶液的pH值为5时,光催化性能最高,甲基橙溶液太阳光照射5h后降解率达到98．1％。     

γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂及其对MTO反应的催化性能

采用介孔γ-Al₂O₃对微孔SAPO-34分子筛进行复合改性,利用水热包覆技术制备了γ-Al₂O₃/SAPO-34复合催化剂,研究了复合催化剂物化性质及其对甲醇制低碳烯烃(MTO)反应的催化性能。采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、氨气程序升温脱附法(NH₃-TPD)和物理吸附仪(BET)等手段对不同γ-Al₂O₃/SAPO-34复合催化剂的晶相组成、骨架结构、微观形貌、表面酸性及孔结构进行分析表征。结果表明,与物理共混催化剂相比,水热包覆法制得γ-Al₂O₃/SAPO-34复合催化剂形成了包覆相和微-介孔结构(微孔比表面积123 m²/g,介孔比表面积95 m²/g)。在常压、催化剂装载量1 g、水/醇摩尔比2/1、原料进料体积空速2 h^-1、N²流速20 mL/min、反应温度380  ℃条件下,复合催化剂表现出优越的催化性能和反应寿命,甲醇转化率和低碳烯烃选择性分别达到100%和88%,催化剂寿命达到990 min,与物理共混催化剂相比,复合催化剂寿命延长了640 min。     

多级孔TiO2/γ-Al2O3复合载体的制备及表征

以碳酸氢铵为沉淀剂,廉价的硫酸铝、硫酸钛为原料,采用液相共沉淀法制备了不同TiO2质量分数(0~15%)的TiO2/γ-Al2O3复合载体。运用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET)、电子显微镜扫描(SEM)方法对所制得的复合载体进行了表征。结果显示,当TiO2/γ-Al2O3复合载体中TiO2的质量分数逐渐增大到15%时,其中的TiO2由无定型高度分散态转变为锐钛矿晶型开始在γ-Al2O3上富集,复合载体中γ-Al2O3的存在提高了TiO2的热稳定性;采用此方法制得的TiO2/γ-Al2O3复合载体比表面积较高,具有介孔(2~50nm)-大孔(>50nm)双孔分布的多级孔结构,最可几孔径在7~11nm之间;TiO2/γ-Al2O3复合载体二次粒子形貌为短粗纤维状。     

介孔TiO2晶须-γ-Al2O3复合载体催化剂的制备及其对二苯并噻吩的加氢脱硫性能

以介孔TiO2晶须作为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了介孔TiO2晶须与γ-Al2O3复合载体(TiO2-Al2O3),在此基础上,通过等体积浸渍法制备了不同MoO3负载量的MoO3/ TiO2-Al2O3催化剂,采用N2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)、H2程序升温还原(H2-TPR)、场发射扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征技术对催化剂结构进行剖析,并考察了其对二苯并噻吩(DBT)的加氢脱硫性能。XRD和Raman等结果显示,当MoO3负载质量分数低于20%时,MoO3能够在TiO2-Al2O3复合载体上分散良好,当MoO3负载质量分数超过20%时,复合载体催化剂上出现晶态的MoO3物种;TPR结果显示,出现晶态的MoO3会增加其还原温度,不利于形成活性相;所有催化剂拥有良好的介孔结构,比表面积均大于200 m2/g。DBT的加氢脱硫结果显示,MoO3/ TiO2-Al2O3复合载体催化剂的MoO3负载质量分数为20%时具有最佳催化性能,DBT转化率达到了56%,优于相同条件纯γ-Al2O3为载体的催化剂(49%)。     

纳米金催化剂Au@TiO2/MCM-22的制备及其催化环己烷选择氧化反应性能

Au nanoparticles catalyst Au@TiO₂/MCM-22 was prepared by photocatalytic direct reduction method and characterized by ICP, XRD, TEM, etc. The catalyst was applied in the catalytic cyclohexane selective oxidation. The results showed that Au loading efficiency in preparation of Au@TiO₂/MCM-22 was significantly improved, and Au@TiO₂/MCM-22 had excellent catalytic performance in cyclohexane oxidation. With Au@TiO₂/MCM-22(w_Au=0.50%), as catalyst, under the reaction conditions of O₂ pressure 1.0 MPa, reaction temperature 150℃, reaction time 1.0 h, the cyclohexane conversion reached to 11.43%, the total selectivity of the desired product cyclohexanol, cyclohexanone and cyclohexyl hydrogen peroxide was up to 90.72%. After four times used the catalytic activity of Au@TiO₂/MCM-22 catalyst was substantially constant.     

WO_3在气相吸附法制备的TiO_2/SiO_2复合载体表面的分散状态

采用气相流动吸附法制备了TiO2/SiO2复合载体,用浸渍法制备了WO3/(TiO2/SiO2)催化剂,应用XRD和LRS等技术研究了TiO2在SiO2表面及WO3在TiO2/SiO2复合载体表面上的分散状态。结果表明,TiO2在复合载体中的载量低于其分散阈值时,它在SiO2表面呈单层但非密置单层分散;WO3在催化剂中的载量低于其分散阈值时,它在复合载体表面亦呈单层但非密置单层分散。TiO2在SiO2表面上的分散可改善WO3的分散状态,提高WO3在SiO2表面上的分散阈值。     

超声波辐照浸渍法制备MnO2/γ-A12O3催化剂及其柴油催化氧化脱硫性能

 分别采用超声波辐照浸渍法和普通浸渍法制备了MnO₂/γ-Al₂O₃催化剂,运用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）和X射线衍射（XRD）对催化剂进行表征,在空气-异丁醛-MnO₂/γ-Al₂O₃体系中评价其对加氢柴油的氧化脱硫催化性能,并考察了反应温度、异丁醛用量、空气流量、溶剂类型和剂/油体积比对柴油氧化脱硫反应的影响。结果表明,超声波辐照浸渍法制备的MnO₂/γ-Al₂O₃催化剂对柴油氧化脱硫的催化性能明显优于普通浸渍法制备的催化剂。最适宜的催化柴油氧化脱硫反应的条件为：乙腈为溶剂、加氢柴油30 mL、温度35℃、异丁醛20 mmol、空气流量0.06 L/min、超声波辐照浸渍法制备的MnO₂/γ-Al₂O₃催化剂0.08 g、剂/油体积比1/6和催化氧化时间10 min。在此条件下可将柴油硫质量分数从542μg/g 降至31μg/g,柴油脱硫率和回收率分别为94.3%和93.3%。     

Mg/Al比对CH_4-CO_2重整制合成气Mg(Ni,Al)O复合氧化物催化剂性能的影响

通过焙烧由共沉淀法制备的类水滑石化合物(HTLcs)前驱体,制备了一系列不同n(Mg)/n(Al)比(0.5,1,2和3)的Mg(Ni,Al)O复合氧化物催化剂。将该催化剂用于甲烷二氧化碳重整反应(CRM)中,并考查了Mg/Al比对催化剂活性的影响。借助XRD, BET,H_2-TPR, CO_2-TPD以及O_2-TPO等表征手段研究催化剂结构和催化性能之间的关系。结果表明催化剂的催化活性和抗积炭性能与Mg/Al比有关。高Mg/Al比的催化剂表现出较好的催化活性和抗积炭性能,而当n(Mg)/n(Al)=1时催化剂的催化的活性和稳定性最佳,且催化剂表面生成的积炭量最少。MgAl_2O_4和MgO共存使催化剂具有强的金属与载体作用力,适当的CO_2吸附能力,这导致催化剂具有较好的催化活性和较强的抗积炭能力。     

水热法制备纳米Mn(Ⅱ)/TiO_2粉体及其日光催化活性的研究

采用水热法,在温和的条件下制备了具有较高光催化活性的Mn(Ⅱ)/TiO2光催化剂,采用X射线粉末衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射手段对其进行了表征。在太阳光照射下,以罗丹明B溶液的降解为模型反应,研究了光催化剂的催化活性。研究结果表明,TiO2晶型为单一的锐钛矿相,光响应波长由纯TiO2的380nm拓宽到400nm以上,达到可见光区范围,新型改性的Mn(Ⅱ)/TiO光催化剂的日光催化活性比较高。     

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。     

Mo/γ-Al2O3催化剂制备及催化氧化船用燃料油脱硫

以γ-Al2O3为载体,采用浸渍法制备了负载型催化剂Mo/γ-Al2O3。利用X-射线衍射仪(XRD)、N2-吸附脱附、H2程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂进行了表征。分别以二苯并噻吩(DBT)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)、苯并噻吩(BT)和噻吩(Th)的正辛烷溶液作为模拟燃料油,异丙苯过氧化氢(CHP)为氧化剂,评价了Mo/γ-Al2O3的催化氧化脱硫(ODS)活性;并将Mo/γ-Al2O3催化剂应用于馏分型船用燃料油氧化脱硫。结果表明：Mo/γ-Al2O3催化剂对不同结构的含硫化合物的催化脱硫活性由大到小的顺序为DBT、4,6-DMDBT、BT、Th;Mo/γ-Al2O3上的Al2(MoO4)3为主要活性中心;在反应温度80 ℃、氧/硫原子比5、催化剂用量1.0 g时,硫质量分数为1.6%的船用燃料油的脱硫率可达到82.6%,硫质量分数可以降至0.3%,达到了最新船用燃料油标准硫质量分数低于0.5%的规定。催化剂重复使用10次后,催化剂活性没有明显的降低。     

PMoV／TiO2光催化降解甲基橙反应条件优化及动力学研究

溶胶-凝胶法制备光催化剂PMoV／TiO2光催化降解甲基橙溶液,考察了催化剂用量、氧化剂用量、光强度和甲基橙染料溶液浓度对降解反应的影响。结果表明,在甲基橙染料溶液初始浓度为6mg／L,催化剂PMoV／TiO2用量0．12g,氧化剂双氧水用量8mL,晴天光照条件下,甲基橙染料溶液脱色率达90．79％。最后,研究了该光催化反应的动力学过程。     

高效光催化剂TiO_2/AC-M的制备及其对Cl_3CCOOH降解的研究

用浓盐酸处理活性炭负载的二氧化钛(TiO2/AC),合成了光催化剂TiO2/AC-M,采用Sol-gel方法制备了纯TiO2光催化剂。选择较难降解的Cl3CCOOH作为探针分子,比较了TiO2/AC-M,TiO2/AC,纯TiO2 3种催化剂的催化活性。实验结果表明,TiO2/AC-M光催化剂的催化活性分别是TiO2/AC和纯TiO2光催化剂催化活性的2.08倍和3.18倍。同时还简单探讨了TiO2/AC-M光催化剂具有高催化活性的原因。     

Ca(OH)2对渭化次烟煤及其热解半焦气化性能的影响

以渭化次烟煤为研究对象,在加压固定床中研究了水蒸气气氛下Ca(OH)2对次烟煤及其热解半焦气化性能的影响。结果表明,Ca(OH)2能够显著提高次烟煤及其热解半焦的气化性能,且对低温热解半焦的催化性能更好。红外光谱分析表明,钙是通过较强的静电作用、氢键作用均匀分散到次烟煤及热解半焦表面的。随着反应温度升高和Ca(OH)2添加量增加,热解半焦的碳转化率显著提高,但Ca(OH)2添加量存在一个饱和值。压力升高对热解半焦的气化性能影响不大,但可显著提高Ca(OH)2的催化气化性能。将钙基碳酸化反应与气化反应耦合,可以提高热解半焦的转化率及H2产量。增加Ca(OH)2的循环反应次数,热解半焦的碳转化率略有降低。     

SO_4~(2-)/ZrO_2-TiO_2固体酸催化剂的制备条件对苯与1-十二烯烷基化反应的影响

利用沉淀-浸渍法制备了SO42-/ZrO2-T iO2固体酸催化剂(简称SO42-/ZrO2-T iO2催化剂),考察了SO42-/ZrO2-T iO2催化剂的制备条件对苯与1-十二烯烷基化反应的影响,并通过红外光谱、X射线衍射及BET比表面积测定对SO42-/ZrO2-T iO2催化剂结构进行了初步表征。实验结果表明,SO42-/ZrO2-T iO2催化剂具有良好的催化活性;适当的T iO2含量、焙烧温度、焙烧时间和浸渍液硫酸溶液的浓度能提高SO42-/ZrO2-T iO2催化剂的中强酸中心含量,有利于提高直链十二烷基苯(LAB)和2-十二烷基苯(2-LAB)的选择性。优化的SO42-/ZrO2-T iO2催化剂制备条件为:n(Zr)∶n(T i)=1.50、焙烧温度500℃、焙烧时间3.0h、硫酸溶液的浓度2.0m ol/L、室温陈化。在此条件下,1-十二烯的转化率达到99.5%,LAB及2-LAB选择性分别为92.2%和89.3%。