铜锰基SBA-15催化剂的制备及其甲苯燃烧消除的催化性能

以介孔分子筛SBA-15为载体,采用浸渍法分别制备了Cu、Mn和CuMn（物质的量比为1∶1）的质量分数为5%～17%的Cu/SBA-15、Mn/SBA-15和CuMn/SBA-15催化剂,以及Ce质量分数为2.5%～7%、CuMn（物质的量比为1∶1）质量分数为12%的Ce/CuMn/SBA-15催化剂,在常压固定床反应器上评价了这些催化剂对甲苯催化燃烧的反应性能,用X-射线衍射、透射电镜、程度升温还原等分析手段对催化剂的结构进行了研究。活性评价结果表明,Cu质量分数大于12%时,Cu/SBA-15催化剂具有好的活性;Mn质量分数大于8%时,Mn/SBA-15催化剂具有好的活性;CuMn质量分数大于8%时,CuMn/SBA-15催化剂具有好的活性。并且相同Cu、Mn质量分数的双组分催化剂比单组分催化剂的活性要好,在Ce/CuMn/SBA-15催化剂中,Ce质量分数为2.5%～3.5%时,能提高催化剂的活性。结构研究表明,所有催化剂的SBA-15介孔结构仍然保持,并且Cu、Mn等活性组分都已分散在SBA-15分子筛的孔道中。在Ce/CuMn/SBA-15催化剂中,Ce质量分数小于5%时能促进CuMn的分散,并且提高了催化剂的氧化还原能力。     

用负载磷钨酸的SBA-15分子筛催化合成氯乙酸酯

制备了负载磷钨酸的介孔分子筛SBA-15复合物PW12/SBA-15,用X射线衍射、N2吸附-程序升温脱附、红外光谱等方法进行了表征,用正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇等和氯乙酸为原料在PW12/SBA-15催化反应下合成了氯乙酸系列酯,并考查了醇酸比、催化剂用量、磷钨酸负载量、反应时间和催化剂寿命等因素对酯化率的影响。实验结果表明:SBA-15负载磷钨酸催化剂活性好,且催化活性稳定,催化剂可重复使用30次以上。适宜的反应条件为:醇与氯乙酸的摩尔比1.3∶1,催化剂的用量为反应物料总质量的2.0%,磷钨酸负载量23%(质量分数),反应时间3~5h。酯化率最高可达98%以上。     

基于COOH/SBA-15的谐振式氨气传感器气敏性能研究

针对化工生产过程中易出现的氨气泄露等问题,采用共聚法合成了羧基功能化介孔硅材料(COOH/SBA-15),并将其作为敏感材料设计了一种石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance,QCM)式氨气传感器.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、全自动比表面积和孔隙度分析仪、傅里叶变换红外光谱仪等对敏感材料的形貌和结构进行了表征,并系统地研究了基于COOH/SBA-15的QCM传感器的气敏性能.测试结果表明该传感器对氨气(NH3)的检测限可达到10-6(体积分数),所合成的COOH/SBA-15-2样品对体积分数为20×10-6的NH3响应恢复时间分别为5s和7s.同时,该传感器对NH3具有较高的化学选择性和稳定性,具有较高的实用价值.     

不同载体的固体酸催化剂对糠醛渣水解制乙酰丙酸催化性能的影响

首先用一步法合成了一种介孔分子筛,然后分别以常规微孔分子筛ZSM-5、介孔分子筛SBA-15以及自制分子筛为载体制备了三种不同载体负载的TiO_2/SO_4~(2-)固体酸催化剂.以糠醛渣为原料,研究了三种不同载体负载的TiO_2/SO_4~(2-)固体酸催化剂对纤维素水解制乙酰丙酸催化性能的影响,在相同的反应条件下自制载体负载的TiO_2/SO_4~(2-)催化剂显示了较好的催化性能.在优化的反应条件下,反应温度在220℃、反应时间60 min、固体酸用量10%左右、液固比15∶1,自制载体催化剂乙酰丙酸收率可以达到72.3%.     

疏水性SBA-15-SO_3H介孔固体酸催化合成偏苯三酸三辛酯

以SBA-15、3-巯丙基-三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷为原料,利用后合成法制备了正辛基三甲氧基修饰的疏水性SBA-15-SO_3H介孔固体酸(C_8H_(17)-SBA-15-SO_3H).通过XRD、TEM、BET和NH_3-TPD对其结构、酸强度进行表征.该介孔固体酸在制备偏苯三酸三辛酯中的催化活性大于SBA-15-SO_3H.正交试验结果表明,210℃,偏苯三酸酐和2-乙基己醇的摩尔比为1∶4,C_8H_(17)-SBA-15-SO_3H用量为反应原料总质量的4%,反应5h,反应的酯化率为97.40%.该催化剂重复使用8次后,酯化率仍保持在92.2%.     

不同孔径SBA-16负载钴基费-托合成催化剂催化性能研究

以不同孔径的SBA-16介孔分子筛为载体、硝酸钴为钴源,采用满孔浸渍法制备了钴基费-托合成催化剂,并在固定床反应器中考察了载体孔径对催化剂的费-托合成反应催化性能的影响.结果表明:大孔径的载体负载的催化剂具有较大的钴颗粒粒径,较高的还原度和较低的钴分散度,其费-托合成反应稳定性相对较差;而小孔径的载体负载的催化剂具有较小的钴颗粒粒径,较低的还原度和较高的钴分散度,其费-托合成反应的催化活性较低.对比可知,当SBA-16的孔径为10 nm时,其负载的催化剂15%Co/SBA-16-100具有较高的CO平均转化率和较好的催化反应稳定性.     

SBA-15固载离子液体在碳酸丙烯酯水解反应中的应用

 为寻找一种用于制备1,2-丙二醇（PG）的更有效简单的离子液体,通过在咪唑阳离子上引进碱性基团,合成了具有一个碱性位点的咪唑类离子液体,并将其固载到介孔分子筛SBA-15 上,制得功能化三乙胺固载离子液体材料。采用红外、热重、X射线衍射、透射电镜、N₂吸附-脱附等测试技术对催化剂进行了表征。通过表征分析可知,与纯硅SBA-15 相比,固载催化剂的比表面积、孔容和孔径有一定程度的减小。考察了其在碳酸丙烯酯水解反应中的催化活性,在有足够水的条件下,反应温度140℃、催化剂的用量为3%（质量分数）、反应时间为2 h 时,取得最好的催化效果,选择性和产率均大于99%,同时该催化剂具有重复使用性。     

Fe-V/SBA-15催化剂的制备及其对苯催化性能的研究

用传统的水热晶化法合成SBA-15分子筛,采用后嫁接合成法,将SBA-15表面的活性硅羟基Si—OH和金属铁、钒的氧化物进行反应,得到Fe-V/SBA-15催化剂,利用X-射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、比表面积(BET)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对合成样品进行了表征与分析。将催化剂用于苯催化性能的研究,通过H_2O_2一步法将苯羟基化制苯酚,系统研究了反应条件对催化剂催化性能的影响。结果表明,Fe-V/SBA-15展现了很好的催化性能,在较短的反应时间内,苯的转化率达到23%,苯酚的选择性达到94%。     

SO42-促进铈改性SBA-15分子筛催化合成乙酸正丁酯

采用一步法制备了铈改性SBA-15分子筛(Ce-SBA-15),进一步用硫酸浸渍处理改性分子筛以增强分子筛表面的酸活性中心.以改性材料为催化剂催化合成乙酸正丁酯,考察了催化剂的制备条件.实验结果表明,将铈改性SBA-15分子筛以1 mol/L硫酸浸渍后,在500℃条件下焙烧3 h,用于合成乙酸正丁酯,反应2h后,酯化率可达到97.28%.     

Ce-SBA-15负载镍催化剂对甲烷二氧化碳重整反应性能研究

通过水热法合成了一系列Ce-SBA-15的介孔材料,并采取满孔浸渍法负载5%Ni(质量百分比),合成了不同的镍基催化剂.用X-射线衍射、透射电镜、N2物理吸附脱附、H2-程序升温还原等方法对其表征,考察了其甲烷二氧化碳重整制合成气的催化活性.结果表明:Ce进入了SBA-15的硅骨架,但Ce的掺入使孔道的孔径发生变化;CeO2的氧循环功能提高了催化剂的抗积碳性能;由于孔道的限域效应,活性金属的分散度随着铈含量的增加而增大,使催化剂活性提高.     

不同载体负载的钴基费-托合成催化剂性能研究

考察了碳纳米管与传统氧化物作为载体负载的钴基催化剂用于费-托合成反应的性能.采用等体积浸渍法制备了钴基催化剂,并对催化剂进行了TPR、TEM、H2-化学吸附等表征分析.结果表明,Co/SiO2和Co/CNTs催化剂具有较低的还原温度且Co/SiO2催化剂还原峰较狭窄.TEM的结果显示Co/γ-Al2O3催化剂和Co/CNTs催化剂中的钴颗粒粒径分布范围较宽,而Co/SiO2催化剂的钴颗粒粒径分布较为均匀,这是导致其还原峰温范围不同的原因之一.费-托合成反应结果显示Co/CNTs催化剂和Co/γ-Al2O3催化剂具有比Co/SiO2催化剂更高的一氧化碳转化率,而Co/γ-Al2O3和Co/SiO2催化剂具有比Co/CNTs催化剂更高的C5＋选择性和较高的α值.     

碳钛复合材料负载钴基费-托合成催化剂的结构和催化性能

采用水热法合成碳钛复合材料,以碳钛复合材料为载体制备了钴基费一托合成催化剂．采用氮气物理吸附一脱附、原位x射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、氢气程序升温还原（H2-TPR）、X射线光电子能谱（XPS）等对催化剂进行了表征,在固定床反应器上对催化剂的费．托合成催化性能进行了评价．结果表明：利用碳改性二氧化钛可明显影响催化剂的催化活性,由于碳的引入导致催化剂更易于还原,催化剂的分散较好,具有更高的费一托合成活性和重质烃选择性（c5＋）．     

载体对草酸二甲酯加氢铜基催化剂性能的影响

分别以硅溶胶、SBA-15、二氧化硅粉末和ZSM-5为载体,采用蒸氨均匀沉积沉淀法,制备了一系列草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu基催化剂（Cu质量分数为20%）,并对其催化草酸二甲酯加氢性能进行了考察。结果表明,以二氧化硅粉末为载体的催化剂加氢性能最佳,其草酸二甲酯转化率为100%,对乙二醇的选择性为84%。催化剂酸性强弱对加氢反应产物分布有一定影响,酸性较强的催化剂易使得副产物乙二醇单甲醚的量增加。活性组分Cu在载体表面的分散状况对反应的加氢深度有一定影响。     

碳钛复合材料负载钴基费-托合成 催化剂的结构和催化性能

采用水热法合成碳钛复合材料,以碳钛复合材料为载体制备了钴基费-托合成催化剂.采用氮气物理吸附-脱附、原位X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂进行了表征,在固定床反应器上对催化剂的费-托合成催化性能进行了评价.结果表明：利用碳改性二氧化钛可明显影响催化剂的催化活性,由于碳的引入导致催化剂更易于还原,催化剂的分散较好,具有更高的费-托合成活性和重质烃选择性(C₅⁺).     

不同结构和形态的天然镁硅酸盐:与K反应制备生物柴油的K2MgSiO4催化剂

In this work, different magnesium silicate mineral samples based on antigorite, lizardite, chrysotile (which have the same general formula Mg₃Si₂O₅(OH)₄), and talc (Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂) were reacted with KOH to prepare catalysts for biodiesel production. Simple impregnation with 20wt% K and treatment at 700–900°C led to a solid-state reaction to mainly form the K₂MgSiO₄ phase in all samples. These results indicate that the K ion can diffuse into the different Mg silicate structures and textures, likely through intercalation in the interlayer space of the different mineral samples followed by dehydroxylation and K₂MgSiO₄ formation. All the materials showed catalytic activity for the transesterification of soybean oil (1:6 of oil : methanol molar ratio, 5wt% of catalyst, 60°C). However, the best results were obtained for the antigorite and chrysotile precursors, which are discussed in terms of mineral structure and the more efficient formation of the active phase K₂MgSiO₄.     

不同形貌纳米Al2O3负载的钴基催化剂费-托合成催化性能研究

通过水热法合成了不同形貌（纤维、棒、片）Al2O3纳米材料,用满孔浸渍法负载钴基催化剂（Co/Al2O3）,采用透射电子显微镜（TEM）、氮气物理吸附（N2-physisorption）、X-射线衍射（XRD）、氢气程序升温还原（H2-TPR）等方法对催化剂表征,并在固定床反应器上测试其费-托合成催化性能.结果表明：载体Al2O3形貌影响Co3O4晶粒大小、催化剂还原性能和催化活性,Al2O3纳米纤维负载的催化剂上Co3O4晶粒最小,催化剂表面的钴金属活性位数量最多,费-托合成催化活性最高.     

新型介孔钒氧化物催化剂上丙烷高选择性氧化脱氢制丙烯研究

采用醇溶液浸渍法制备了介孔SBA-15、介孔MCM-41及无定形SiO2三种不同氧化硅载体担载的系列钒氧化物催化剂．活性测试结果表明,SBA-15为载体的钒氧化物催化剂具有优良的丙烷氧化脱氢反应性能．BET、SEM/TEM、UV-Vis DRS,TPR,UV Raman和程序升温吡啶-FTIR结果表明：介孔SBA-15载体较大的比表面积及孔径、对钒氧物种较高的分散能力以及催化剂表面仅存在少量的弱酸性位等特点有利于丙烷的活化及产物丙烯的脱附,使得催化剂在丙烷氧化脱氢反应中显示出高活性和高选择性．     

超临界CO2中SBA-15对无机盐吸附的动力学

研究超临界环境中物质在吸附剂颗粒中的动力学行为十分关键．用Langmuir吸附模型、修正的Langmuir等温吸附模型及Freundlich吸附模型对实验数据进行了拟合,结果表明这3个模型都能较好地拟合超临界CO2中介孔基材SBA-15对前驱物AgNO,和Cu（NO3）2的吸附,其中Freundlich模型拟合误差最小．在此基础上,建立了基材颗粒内部吸附动力学模型,基于质量平衡微分方程,使用Polymath软件对吸附的平衡浓度及平衡时间进行模拟,与实验测定结果吻合良好．采用修正的Langmuir模型拟合吸附量与浓度的关系,结合动力学模型进行模拟计算可以较好地描述介孔氧化硅在超临界氛围中对无机盐的吸附行为．