球形TiO2-Al2O3的制备、结构和理化性能研究

将Ti(SO4)2溶于稀盐酸合成酸性钛溶胶,再将其与铝溶胶和六次甲基四胺溶液混合后采用油柱成型法制备了球形TiO2-Al2O3复合氧化物。通过XRD、低温氮吸附-脱附与NH3-TPD等手段对样品进行表征,结果表明600℃焙烧得到的球形TiO2-Al2O3中TiO2以无定型形式存在;随TiO2含量的增加,球形TiO2-Al2O3的比表面积、孔容和平均孔径呈增加趋势;TiO2的引入没有对球形TiO2-Al2O3的强酸和弱酸中心的强度产生影响,弱酸中心数量显著增加,强酸中心数量稍有增加;球形TiO2-Al2O3的堆密度和压碎强度随TiO2含量的增加而减小,颗粒直径基本保持不变。     

VOx/SiO2-Al2O3催化剂催化苯羟基化制苯酚

以硅溶胶为硅源、偏铝酸钠为铝源及环己胺合成SiO2-Al2O3复合氧化物,并采用水热合成法合成了VOx/SiO2-Al2O3催化剂。采用XRD、SEM、TEM、XPS、NH3-TPD、N2物理吸/脱附等手段对此催化剂和复合氧化物微观结构进行表征分析。由表征结果可知钒活性中心能够高分散于此复合氧化物表面,VOx/SiO2-Al2O3催化剂呈现层片积雪状;当钒的含量为4%时,催化剂中V4+含量最大且总酸量契合于此反应所需要的催化酸环境。探究了4%VOx/SiO2-Al2O3催化剂对苯羟基化制苯酚反应的催化性能,结果表明：基于高分散活性中心、V4+含量最大及载体酸性环境等优点而表现出良好的催化性能,苯转化率为48.1%,苯酚选择性为99.6%。     

热处理过程中SiO2-Al2O3酸性质演变及催化四氢呋喃聚合性能

采用溶胶-凝胶法制备Al2O3含量为30%的SiO2-Al2O3复合氧化物,借助热重-差热分析(TG-DTA)、N2物理吸附、X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)、氨程序升温脱附(NH3-TPD)以及吡啶吸附红外(Py-IR)光谱研究了500～900℃范围的热处理过程对SiO2-Al2O3结构、织构、酸性质的影响规律,并与四氢呋喃(THF)聚合性能进行关联.结果表明,经500℃热处理的SiO2-Al2O3拥有高的比表面积、大量的Si—O—Al键以及丰富的酸性中心.随着热处理温度升至700℃,SiO2-Al2O3的织构性质无显著变化,Si—O—Al键数量减少,SiO2-Al2O3总酸量和酸密度下降,强酸中心消失.至900℃时,比表面积和孔体积急剧下降,平均孔径显著增加,酸量和酸密度进一步减少.聚合反应结果表明,产品的收率和分子量均随热处理温度的升高呈现上升趋势.900℃时,产品收率最高,可达47%,聚合物分子量(Mn)为1710.     

Ni/SiO2-Al2O3催化剂在水相加氢体系中的活性及稳定性研究

采用浸渍法制备了不同Si含量的Ni/SiO2-Al2O3催化剂,通过吡啶-原位傅里叶变换红外(Py-FTIR)、X射线衍射(XRD)、低温N2物理吸附(N2Physisorption)、H2-程序升温还原(H2-TPR)等技术对催化剂进行了表征,并考察了催化剂在水相1,4-丁炔二醇加氢反应中的活性和稳定性.结果表明:SiO2的引入覆盖了部分γ-Al2O3表面,使暴露的Al3+减少,载体表现出部分SiO2的表面性质.随Si含量的增加,Ni/SiO2-Al2O3催化剂初始活性下降,产生这一现象的原因是引入SiO2使活性组分Ni与载体之间相互作用减弱,导致活性组分Ni迁移聚集,且催化剂的孔容和孔径减小.同时,SiO2显著抑制了γ-Al2O3的水合,催化剂的使用稳定性随Si含量的增加而提高.当Si含量为3%时,催化剂的初始活性下降幅度较小,且催化剂的水热稳定性显著提高,表现出最佳的反应性能.     

CuCl／SiO2-Al2O3催化剂的表面结构及甲醇氧化羰基化催化性能

通过掺杂Al对无定形层析硅胶进行表面改性,采用固体离子交换法制备了CuCl/SiO2-Al2O3催化剂,并考察了它在甲醇液相氧化羰基化合成碳酸二甲酯反应中的催化性能.结果表明,掺杂Al制备的SiO2-Al2O3载体仍保持了硅胶的无定形结构,比表面积降为200m2/g,但表面酸性明显增强,具有B酸中心.CuCl不仅分散于SiO2-Al2O3载体表面,而且与载体表面的B酸发生离子交换作用形成了表面Cu 物种,使催化剂比表面积降为148m2/g,且两种Cu 物种共同构成了催化活性中心.当CuCl/SiO2-Al2O3催化剂的Si/Al比为5,在500℃焙烧时,催化剂上甲醇氧化羰基化反应的碳酸二甲酯的选择性和时空收率分别达到74%和1.27g/(g.h).     

Ni2P/SiO2-Al2O3催化剂的制备、表征及其对4,6-二甲基二苯并噻吩加氢脱硫反应的催化性能

 以硅酸钠为原料,以大孔Al2O3为基载体,采用水解沉积法制备了SiO2-Al2O3复合载体. 进而以非晶态镍基合金为前驱体,在低温下通过PH3处理制备了Ni2P/SiO2-Al2O3催化剂. 用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、电感耦合等离子体发射光谱和N2吸附技术对复合载体和催化剂进行了表征,并以4,6-二甲基二苯并噻吩为探针在小型连续流动固定床反应器上考察了催化剂的加氢脱硫性能. 结果表明,在γ-Al2O3载体表面引入SiO2能够明显减少γ-Al2O3表面四配位的Al3+离子,从而减弱Ni2P/SiO2-Al2O3催化剂中Ni2P和γ-Al2O3载体表面的强相互作用. 加入适量的SiO2后, SiO2-Al2O3复合载体仍能保持大孔γ-Al2O3载体孔结构的优势. 在实验范围内, Ni2P/SiO2-Al2O3催化剂表现出很好的加氢脱硫性能.     

以工业粉煤灰为原料制备 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂及其催化性能

2-仲丁基-4,6-二硝基苯酚(DNBP)作为杀虫剂、除草剂和烯烃基芳香族化合物阻聚剂而被广泛地应用于工农业生产中.在 DNBP生产和使用过程中,会产生大量难以降解的有机废水,从而对人类和生态环境造成极大危害.因此,开展含 DNBP废水的处理技术和方法研究具有重要的现实意义. TiO2半导体材料由于具有良好的光化学特性和电化学行为,近几十年来一直是光催化领域的研究热点.在能量等于或大于 TiO2的带隙能级的辐照光照射下, TiO2可以产生光生电子/空穴对(e-/h+).光生电子和空穴分别与 TiO2表面被吸附的 H2O和 O2分子反应,生成具有强氧化性的活性羟基自由基(?OH),对硝基酚类有机污染物具有较强的降解能力. TiO2光催化反应属于非均相反应,反应在催化剂的表面进行,催化剂对污染物的吸附是影响其催化降解性能的重要因素.但是,传统 TiO2光催化剂存在比表面积小,对有机污染物吸附能力差,光生电子与空穴易于复合等缺陷,限制了 TiO2光催化技术的进一步发展和在水处理领域中的大规模应用.我们基于气凝胶具有多孔性、大比表面积和高孔隙率的特点,以富含硅、铝的工业废弃物粉煤灰为反应原料,首先利用碱熔法和常压干燥技术制备出 SiO2-Al2O3气凝胶.在此基础上,以钛酸四丁酯(TBOT)为反应前体, SiO2-Al2O3气凝胶为载体,利用酸催化溶胶-凝胶法(sol-gel)制备出 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂.利用 X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附(BET)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等分析测试技术对所制备的 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂结构进行了表征.结果显示,在 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂中,粒径尺寸为10~30 nm的锐钛矿型 TiO2纳米颗粒均匀分散在 SiO2-Al2O3气凝胶载体上. TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂呈现典型介孔材料的 IV型等温线. SiO2-Al2O3气凝胶的加入极大提高了 TiO2光催化剂的比表面积和对有机污染物的吸附性能,但是对 TiO2光波吸收范围影响不大.在制备出 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂基础上,进一步对其在可见光条件下的光催化性能进行了研究.以500 W的 Xe灯光源模拟自然太阳光, DNBP为探针污染物分子,系统考察了可见光照射条件下溶液 pH值、光催化剂用量、光反应时间、DNBP溶液初始浓度不同因素对 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂催化活性的影响.结果表明, TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂对 DNBP有机污染物的吸附率和光降解率明显高于纯 TiO2样品.在 DNBP溶液初始浓度为0.167 mmol/L, pH =4.86,催化剂用量6 g/L,光照时间5 h的条件下, TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂对 DNBP的降解率几乎高达100%.根据 Langmuir-Hinshelwood方程,在低浓度下光催化降解反应符合一级反应动力学.所制备的 TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂具有良好的稳定性和重复利用性能.重复利用5次后, TiO2/SiO2-Al2O3气凝胶三元复合光催化剂对 DNBP的降解率仍高达90%以上.利用紫外-可见分光光度计、气相-质谱联用仪对 DNBP降解中间产物进行了分析,探讨了 DNBP的光催化降解机理.     

Co或Ni促进的Cu/SiO2-Al2O3催化剂上丙三醇和苯胺气相合成3-甲基吲哚

对丙三醇和苯胺在Co或Ni促进的Cu/SiO2-Al2O3催化剂上气相合成3-甲基吲哚进行了研究.采用N2吸附、氢气程序升温还原(H2-TPR)、电感耦合等离子体(ICP)发射光谱、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氨程序升温脱附(NH3-TPD)及热重(TG)分析等技术对催化剂进行了表征.结果表明,向Cu/SiO2-Al2O3催化剂加入钴或镍助剂改善了催化剂的催化性能,钴比镍更加有效.在催化剂Cu-Co/SiO2-Al2O3和Cu-Ni/SiO2-Al2O3上,反应第3 h,3-甲基吲哚收率分别达到47%和45%,而且催化剂经过6次再生收率仍能达到44%和42%.各种表征表明,向Cu/SiO2-Al2O3催化剂加入钴或镍助剂能增强铜和载体之间的相互作用,其结果不仅促进了铜粒子在载体表面的分散度,而且有效减少了反应过程中铜组分的流失.另外,加入钴或镍助剂还能减少催化剂的中强酸中心数,从而提高3-甲基吲哚的选择性,并且抑制积炭的形成.此外,钴助剂还能增加催化剂的弱酸中心数,促进3-甲基吲哚的生成.提出了金属铜与弱酸中心共同促进3-甲基吲哚合成的催化反应机理.     

ZrO2及其含量对Pd/ZrO2-Al2O3催化剂加氢脱硫性能的影响

采用浸渍法制备了一系列Pd/ZrO2-Al2O3催化剂,并考察了ZrO2-Al2O3复合载体及其ZrO2含量对Pd基催化剂噻吩加氢脱硫(HDS)性能的影响,运用XRD和NH3-TPD等手段对催化剂进行了表征。结果表明,ZrO2-Al2O3复合载体及其ZrO2含量对Pd基催化剂的HDS性能有较大的影响,其中ZrO2含量为12wt%时Pd/ZrO2-Al2O3催化剂的活性最好。ZrO2-Al2O3复合载体及其ZrO2含量对Pd基催化活性的影响是通过增加Pd的分散度、H吸附量和催化剂的酸量、以及降低活性组分与载体的相互作用来实现。     

V2O5/γ-Al2O3和V2O5/SiO2负载型催化剂对异丁烷的催化脱氢性能

V2O5/γ-Al2O3和V2O5/SiO2负载型催化剂对异丁烷的催化脱氢性能;V2O5/γ-Al2O3; V2O5/SiO2; 异丁烷; 脱氢     

球形TiO2-Al2O3的制备、结构和理化性能研究

将Ti(SO₄)₂溶于稀盐酸合成酸性钛溶胶，再将其与铝溶胶和六次甲基四胺溶液混合后采用油柱成型法制备了球形TiO₂-Al₂O₃复合氧化物。通过XRD、低温氮吸附-脱附与NH₃-TPD等手段对样品进行表征，结果表明600 ℃焙烧得到的球形TiO₂-Al₂O₃中TiO₂以无定型形式存在;随TiO₂含量的增加，球形TiO₂-Al₂O₃的比表面积、孔容和平均孔径呈增加趋势;TiO₂的引入没有对球形TiO₂-Al₂O₃的强酸和弱酸中心的强度产生影响，弱酸中心数量显著增加，强酸中心数量稍有增加;球形TiO₂-Al₂O₃的堆密度和压碎强度随TiO₂含量的增加而减小，颗粒直径基本保持不变。     

载体对负载型Ni-B催化剂催化2-乙基蒽醌加氢制H2O2反应性能的影响

采用还原剂浸渍法将Ni-B非晶态合金负载到SiO2,γ-Al2O3和活性炭(AC)上,以2-乙基蒽醌选择加氧制H2O2为探针反应,系统研究了载体对Ni-B非晶态合金催化剂结构、热稳定性和催化性能的影响.结果表明,将Ni-B负载到载体上后,其晶化温度显著提高,各催化剂热稳定性依次为Ni-B/AC＞Ni-B/SiO2＞Ni...     

新型Ni-Mo/Al2O3加氢脱硫催化剂的研究

采用溶胶凝胶技术,制备了双结构Al2O3载体,用此改性载体制备了Ni-Mo/Al2O3催化剂,在中压固定床微反装置上考察了载体改性对催化剂上噻吩加氢脱硫(HDS)活性的影响,并用X射线粉末衍射、透射电镜、吡啶-红外光谱等分析方法对改性载体和催化剂进行了表征。结果表明,由铝溶胶改性载体制备催化剂的加氢脱硫活性均高于未改性载体制备的催化剂的催化活性。XRD和TEM结果表明氧化铝表面负载的铝溶胶经过干燥、焙烧后以纳米尺度的η-Al2O3状态存在,吡啶-红外光谱结果表明,改性氧化铝载体制备催化剂的弱B酸和弱L酸的酸量均提高,强L酸的酸量也明显增加。酸性、酸量的提高和纳米尺度η-Al2O3的存在是催化剂活性提高的主要原因。     

TiO2-Al2O3作为Mo催化剂担体的研究

Tio。－AI。oa二元氧化物的制备at艺大体可分为两种．一种是利用液相浸渍或气相沉积方法将Tio。担载在AI。0。上，使Tio。主要覆盖在AI。0。表面上［‘－1另一种是通过Ti盐和AI盐混合溶液共沉淀方法使Tio。和AI。0。均匀混合在一起【‘－’1．不同的制备工艺对Tio。－AI。03的表面结构和表面性质有很大影响问．我们曾报导用TICly蒸气化学气相沉积方法制备出了D02在1川2O3表面呈现十分均匀分布的DoZ一周。03复合氧化物担体＊’1．本文进一步考察D0。在周。0。表面的沉积对川。0。孔结构的影响，以及Ti02－A1203作为加氢精制MO催…     

二氧化硅修饰纳米氧化锆陶瓷材料的制备及性能

以二甲基二乙氧基硅烷为硅源,在水溶液中成功制备了SiO2修饰纳米ZrO2颗粒;利用透射电子显微镜、热重分析仪、X射线衍射仪、红外光谱仪分析了样品的形貌和结构;将SiO2/ZrO2与α-Al2O3制成陶瓷材料,考察了其机械性能.结果表明,所制备的SiO2/ZrO2晶粒均一,直径约为10nm,硅原子在SiO2/ZrO2中以Si―O―Zr键合形式存在,SiO2不影响ZrO2的晶型.引入SiO2使得ZrO2晶粒细化、尺寸均匀性提高;SiO2/ZrO2/Al2O3陶瓷气孔率小,具有致密的显微结构和优异的机械性能.     

不同pH值制备的TiO2和TiO2/SiO2催化剂结构、表面性质及光催化活性

以TiOSO₄和SiO₂溶胶为原料, 采用沉淀法用氨水调节pH值制备TiO₂和TiO₂/SiO₂催化剂. 制备的催化剂用X射线衍射(XRD), 扫描电镜(SEM), N₂吸附(BET), 紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱, 程序升温脱附(NH₃-TPD), 傅里叶变换红外(FT-IR)光谱技术分析. XRD谱图显示纯TiO₂中锐钛型和金红石相共存, 且金红石相含量随pH值升高而增加. 但是, TiO₂/SiO₂催化剂只有锐钛型. 扫描电镜发现制备的催化剂呈类球形, 颗粒间相互交叠, 粒径在10-25 nm之间. TiO₂和TiO₂/SiO₂光催化剂的比表面积随pH值升高略有增大. SiO₂的添加会增大催化剂的比表面积. 程序升温脱附实验结果说明催化剂的表面酸量随pH值升高而增加. TiO₂/SiO₂的表面酸量比相同pH值制备的TiO₂大. 红外光谱分析说明Si掺杂和高pH值有利于催化剂表面生成更多的羟基. TiO₂和TiO₂/SiO₂光催化剂的催化活性随pH值升高而明显增强. TiO₂/SiO₂的光催化活性优于TiO₂. TiO₂/SiO₂催化剂具有较好的耐久性.     

聚合氯化铝制备拟薄水铝石及γ-Al2O3的研究Ⅱ——表面活性剂影响探讨

本实验采用自制的聚合氯化铝溶液为原料,利用溶胶-凝胶法制备拟薄水铝石及其衍生物γ-Al2O3,采用XRD、TEM和N2吸附法对样品进行表征和分析,探讨了不同pH值、不同合成温度以及不同pluronic表面活性剂对产物结构性质的影响。结果表明:当pH值为8.5时水合氧化铝以拟薄水铝石为主;当温度为70℃时制备的产物为拟薄水铝石晶相。随着表面活性剂L64、L65和F68分子量的增加,生成的拟薄水铝石及其衍生物γ-Al2O3的物相结晶度升高,但产物的晶相没有改变。所制备的拟薄水铝石在500℃焙烧6 h后均得到γ-Al2O3,其中表面活性剂为L65时扩孔效果最佳,比表面积、孔容和孔径分别为231 m2.g-1、0.28 cm3.g-1和4.52 nm。     

TiO2-Al2O3复合载体的比较研究

对用混胶法和共沉淀法分别制备的ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３复合载体（ＴｉＯ２含量为０．０８ｇ／ｇγ－Ａｌ２Ｏ３）进行了对比研究，采用的表征方法有ＸＲＤ，ＸＲＳ，ＬＲＳ等，得出的结论如下：两种载体均保持了γ－Ａｌ２Ｏ３的骨架结构，但ＴｉＯ２的分散状态不尽相同，混胶样品中ＴｉＯ２主要以表面富集的形式分散在γ－Ａｌ２Ｏ３表面，这有利于集二者的优点于一体，共沉淀样品中ＴｉＯ２趋于整个体相均匀分散，这有利于相互作用