稀土固体超强酸SO42－/TiO2/Ce4+催化剂的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备了稀土固体超强酸催化剂SO₄^2－/TiO₂/Ce⁴⁺，用于催化苯甲醛与乙二醇的缩合反应。考察了硫酸的浓度、Ce(SO₄)₂的浓度和焙烧温度等因素对催化性能的影响；采用IR、DSC、XRD和Hammett指示剂法对其性能进行研究。结果表明，催化剂SO₄^2－/TiO₂/Ce⁴⁺是合成苯甲醛乙二醇缩醛的良好催化剂，在硫酸浓度1 mol·L^－1、Ce(SO₄)₂的浓度012 mol·L^－1和焙烧温度550 ℃的制备条件下,产率可达88.2％。催化剂晶体结构为锐钛矿型。     

钼铁催化剂上对二甲苯气相选择性氧化合成对苯二甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法合成了钼铁催化剂,通过该催化剂,利用空气中的O₂进行对二甲苯选择性氧化,制备出对苯二甲醛。催化剂的活性评价结果表明,在n(Mo)∶n(Fe)∶n(Co)=2.4∶1∶0.02和焙烧温度500 ℃条件下,催化剂的活性最高;反应温度为500 ℃和空速5 500 h^-1时,对苯二甲醛的收率达到59.2%。FT-IR和XRD结果证实,催化剂的活性组分为Fe₂(MoO₄)₃与少量的MoO₃,二者具有协同作用。     

制备方法对Ni-Mo氧化物催化剂晶相结构的影响

采用溶胶-凝胶法、旋转蒸发微波干燥法、浸渍法、共沉淀法和机械混合法合成Ni-Mo氧化物催化剂,利用XRD和Visible-Raman表征手段研究了催化剂的结构。结果表明,制备方法不同,合成的催化剂晶相结构差别较大,既可以合成单一晶相α-NiMoO₄催化剂,又可以合成由α-NiMoO₄和β-NiMoO₄两相或α-NiMoO₄和MoO₃两相共存的催化剂。     

固体超强酸Fe2O3/SO2-4催化合成硝基苯工艺的研究

硝酸铁溶于氨水得到Fe(OH)₃后再用硫酸浸泡，经过滤、焙烧制得固体超强酸催化剂 e₂O₃/SO₂^-4。以固体超强酸Fe₂O₃/SO₂^-4为催化剂、苯和硝酸为原料合成硝基苯。通过正交设计考察了不同工艺条件下苯硝化反应的收率影响因素，最佳反应条件为：催化剂活化温度500 ℃，反应温度75 ℃，n(硝酸)∶n(苯)＝2，m(苯)∶m(催化剂)＝20，反应时间3 h，收率达83.9%。     

锂-铁层柱粘土催化剂制备条件的考察

采用高岭土、NaOH和AlCl₃溶液为原料,制得层柱粘土,将其作为载体,通过浸渍法制备锂-铁层柱粘土催化剂。以轻烯烃为原料,在高压反应釜用制备的催化剂进行了烯烃聚合反应,对得到的润滑油基础油进行了物性分析。结果表明,在n(NaOH)∶n(AlCl₃)=2.3、柱化剂制备温度75 ℃、高岭土加入量150 g·L^-1、柱化剂滴加温度85 ℃、负载锂和铁的质量分数为6%、催化剂焙烧温度480 ℃和焙烧时间4 h的条件下,润滑油基础油的最高收率为58.2%,40 ℃运动粘度10.28 mm²·s^-1,100 ℃运动粘度为2.63 mm2·s^-1,粘度指数为125,溴价为11.40 g·（100 g）^-1。     

甲缩醛合成用催化剂的中毒及再生

本文研究了工业甲醛原料中所含Fe³⁺ 、Cr³⁺ 、N i²⁺ 和Mn²⁺ 四种微量金属离子对离子交换树脂型固体酸催化剂的中毒效应及其再生方法。结果表明, 这些金属离子在催化剂上的吸附量随接触时间的延长而增加, 而其吸附速率各不相同。催化剂对四种金属离子的吸附强度依次为Fe³⁺ >Cr³⁺ > Ni ²⁺ > Mn²⁺ , 其中Ni ²⁺ 和Mn²⁺ 的吸附对催化活性的影响甚微, 而Fe³⁺ 在催化剂上以较快速度吸附, 其对催化活性的影响也最为明显。对因吸附金属离子而中毒的催化剂, 研究了一种液相再生法, 可使中毒催化剂恢复至新鲜催化剂的活性水平。     

催化湿式氧化吡虫啉农药废水的研究

采用湿式氧化法在2 L反应釜中处理吡虫啉农药废水,研究温度、硝酸盐和Cu/Ce复合金属氧化物作催化剂对废水氧化程度的影响。结果表明,采用湿式氧化技术处理吡虫啉农药废水的适宜操作温度为190 ℃,硝酸铜对吡虫啉农药废水虽有较高的催化活性,但存在Cu²⁺ 和Ce⁴⁺的溶出;通过共沉淀法制备了一系列Cu/Ce催化剂,用于催化湿式氧化吡虫啉农药废水。Cu/Ce催化剂对吡虫啉农药废水具有较好的催化活性;优化催化剂的设计和制备方法,不但可以提高COD的去除率,而且可有效降低Cu²⁺和Ce⁴⁺的溶出量,使该类催化剂具有广阔的使用前景。     

蒙脱土负载［C14mim］+有机阳离子催化合成柠檬酸三丁酯

通过咪唑基离子液体和蒙脱土在甲苯溶液中的离子交换反应，将热稳定性高的咪唑基有机阳离子［C₁₄mim］⁺交换吸附进入蒙脱土片层间，制备了蒙脱土负载的有机阳离子固体催化剂［C₁₄mim］⁺/MMT。利用XRD和TGA对催化剂的结构与性能进行了表征和测定，研究了蒙脱土负载有机阳离子固体催化剂的催化性能，初步考察了其稳定性及再次使用效率。研究结果表明，［C₁₄mim］⁺/MMT在合成无毒增塑剂柠檬酸三丁酯的酯化反应中表现出较高的催化活性，可循环使用。与未负载的C₁₄mimBF₄相比，［C₁₄mim］⁺/MMT具有催化活性高、稳定性好和易分离的特点。     

引入ZnO对Fe-K系乙苯脱氢催化剂性能的影响

用BET、XRD、XPS、Mssbauer以及乙苯脱氢反应等手段详细考察了添加ZnO对Fe-K系催化剂性能的影响。实验结果表明，ZnO的引入加强了主催化剂Fe₂O₃和助催化剂K₂O间的相互作用，使稳定晶相KFe₁₁O₁₇的形成温度降低了50℃以上，从而有利于提高样品的耐水性能和机械强度。同时，ZnO的加入进一步促进了Fe³⁺/Fe²⁺电子对之间的转化，使样品的脱氢温度降低6～13℃，脱氢活性和选择性亦得到提高。     

MnO2/NH4NaY 催化剂上的NO低温选择性催化还原（SCR）

研究了NO在新型MnO₂/NH₄NaY催化剂上的低温转化行为，并对MnO₂/NH₄NaY的再生及稳态操作进行了考察。结果表明，以MnO₂/NaY为母体，用硫酸铵溶液离子交换制备的新型MnO₂/NH₄⁺NaY分子筛催化剂具有良好的低温活性，120 ℃时，NO转化率近100％。但催化剂不能在高于150 ℃的反应温度下操作，防止NH₄⁺挥发解吸。离子交换过程中，NH₄⁺的交换度可达40%，在120 ℃、氧体积分数6%、空速3 000h^-1和水体积分数7%和无外加还原剂条件下，MnO₂/NH₄NaY可保证入口浓度为1 000×10^-6的NOx在连续7 h内达到完全转化。在高空速（12 000 h^-1）有稳定氨源下，于MnO₂/NH₄NaY上进行的SCR稳态实验充分证明，存在于MnO₂/NH₄NaY的NH₄⁺对催化反应明显有利。 它可使NH₃与NOx物质的量比从以往的1.2降至1，大大减少由于NH₃泄露而造成的二次污染。     

Fe/Cr柱撑蒙脱石的水热法制备与表征

以钙基蒙脱石为原料,经超声波预处理后,利用水热法合成了Fe/Cr柱撑蒙脱石。水热法与传统方法相比,可以省去钠化改型和老化等步骤,大大缩短制备周期。在水热法制备柱化剂的过程中,首次提出二次水解法。实验结果表明,经过预处理后,蒙脱石的分散度大大提高,平均粒度达0964 μm;二次水解法可以制备出更好的柱化剂。XRD和XRF分析结果表明,水热法可以制备出结晶较好、热稳定性较高和具有良好孔结构的柱撑蒙脱石,经过二次水解法制备的Fe/Cr柱撑蒙脱石的d₍₀₀₁₎达1962 nm。     

羟基铁柱撑剂性能对柱撑蒙脱土层间距的影响

考察柱撑蒙脱土层间距与羟基铁在制备及插层过程性能的关系,测定羟基铁插层蒙脱土过程溶液电导的变化规律;研究老化时间对羟基铁柱撑剂的粒度、电导及所制得的柱撑蒙脱土层间距的影响;碱化剂加入量对羟基铁柱撑剂粒度及所制得的柱撑蒙脱土层间距的影响.实验结果表明蒙脱土达到饱和吸附所需羟基铁柱撑剂的加入量为铁离子毫摩尔数与蒙脱土克数之比等于10;采用碱化剂加入量Na2CO3/Fe(NO3)3摩尔比等于0.5制备羟基铁柱撑剂插层蒙脱土,可制得层间距较大的柱撑蒙脱土;老化时间为4天的羟基铁柱撑剂插层蒙脱土能得到晶体比较规整的羟基铁柱撑蒙脱土.由实验数据分析可知,柱撑蒙脱土层间距的尺寸大小与柱撑剂的粒度及荷电性能有关.     

铁铝柱撑酸化蒙脱土催化剂的表征及催化性能

为改善柱撑蒙脱土的催化活性,对蒙脱土进行酸预处理,并采用离子交换法制备铁铝柱撑酸化蒙脱土(Fe-Al-酸化土)催化剂,通过XRD、BET、ICP和FI-IR对其进行表征。结果表明,蒙脱土经酸化预处理制备Fe-Al酸化土催化剂比表面积为157.3 m~2·g~(-1),层间距d001为1.787 nm,铁铝柱撑剂进入酸化蒙脱土层间域形成均一稳定的Si—O—Fe结构,在2 930 cm-1处出现尖锐的吸收峰,在协同过氧化氢降解废水实验中表现出较高的活性和稳定性。     

草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu/SiO2催化剂的制备与改性

采用均匀沉淀沉积法制备Cu/SiO₂催化剂。考察了Cu²⁺浓度、洗涤条件及铜与硅物质的量比等的影响,并通过BET和XRD等表征手段研究分析,结果表明,前驱体制备过程及条件对催化剂结构和活性有较大影响。低Cu²⁺浓度、醇洗干燥均有利于形成大孔径高活性的催化剂。铜与硅物质的量比对反应活性的影响较大,存在一个最佳值,在0.4时活性最高。最优条件下制得的催化剂用于草酸二甲酯加氢制乙二醇,在反应温度205 ℃、压力2 MPa、n(H₂) ∶n(DMO)=80和空速1.0 h^-1条件下,草酸二甲酯的转化率为100%,乙二醇选择性为99.1%,乙醇酸甲酯选择性为0.9%,无其他副产物生成。     

DODAC对水热法插层改性蒙脱土结构和性能的影响

选用阳离子表面活性剂双十八烷基二甲基氯化铵(DODAC)作为改性剂,通过水热法插层改性钠基蒙脱土(Na-MMT).采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等手段研究了水热插层法和DODAC添加量对有机化蒙脱土结构和性能的影响.研究结果表明:水热法的插层改性效果优于常规插层改性方法,DODAC添加量对有机化蒙脱土的层间结构影响显著,随改性剂添加量增加,有机化蒙脱土的层间距变大,DODAC分子的层间堆叠方式依次由单层、双层向伪三层、类石蜡复合型结构转变.当DODAC添加量为2.0CEC时,水热插层改性效果最为明显.     

柱撑蒙脱石制备研究进展

柱撑蒙脱石具有多孔、高比表面、大的层间距等特性,成为近几年来纳米多孔材料研究的热点之一。文章综述了柱撑蒙脱石制备的基本原理、主要制备工序、各工序工艺条件及其对柱撑蒙脱石结构与性能的影响并简述了一些新的制备方法。评述了该领域尚存在的若干科学问题和发展方向。     

钒系脱氮催化剂载体堇青石的表面改性研究

采用硅溶胶对堇青石蜂窝陶瓷载体进行表面改性,并在改性载体基础上制备钒系催化剂。考察了扩孔剂六次甲基四胺与微波法对表面改性的影响,评价了钒系催化剂的活性。结果表明,六次甲基四胺的添加与微波法的使用明显改善载体的表面形貌,增大载体的比表面积和平均孔径。当两者共同作用时,载体比表面积及平均孔半径分别可达72.13 m²·g^-1和9.14 nm,反应温度（350～400） ℃时,催化剂的活性最高,脱氮率最高达81.5%。     

Fe-Cr微波柱撑蒙脱土的制备及其对茜素红的吸附

区别与传统意义的合成方法,本实验采用微波的条件下把Fe3＋和Cr3＋加入到碱性溶液中制备出Fe-OH和Fe-Cr-OH聚合羟基阳离子,并制备出不同Fe3＋/（Cr3＋＋Fe3＋）比值的柱撑蒙脱土。另外还利用本实验合成的改性蒙脱土对40mg/L模拟污水茜素红溶液进行吸附实验,并研究了各测试条件的改变对其吸附去除率影响,并从柱撑蒙脱土的结构改变加以了证明。结果表明：Fe-OH和Fe-Cr-OH聚合羟基阳离子柱撑蒙脱土的层间距离明显增大使其具有很好的吸附能力（好于单纯的钠基蒙脱土）。     

层间组装SiO2-TiO2粘土材料的制备与表征

以(C2H5O)4Si和Ti(OC4H9)4为硅源和钛源,采用溶胶-凝胶法制备SiO2-TiO2柱化剂,将原土直接加入柱化剂进行柱化反应得到SiO2-TiO2柱撑蒙脱土,对其进行结构和性能表征,考察了柱化剂中Si/Ti比、柱化剂/原土比、柱化反应条件(反应温度和超声处理)及热处理温度对其结构和性能的影响. 结果表明,SiO2-TiO2柱体成功进入蒙脱土层间,在除去未参与柱化反应的柱化剂的条件下,比表面积可达127.2 m2/g,热稳定性提高了70℃,柱化剂中Si含量增加有利于热稳定性的提高,500℃以下焙烧的SiO2-TiO2柱体中Ti以钛氧四面体和八面体形式存在,600℃焙烧可形成锐钛矿晶型.