含铷固体超强碱Rb_2O/γ-Al_2O_3的制备及其催化酯交换反应研究

以从盐湖卤水中提取的RbCl为原料,利用原位法和浸渍法制备了含铷的固体超强碱Rb_2O/γ-Al_2O_3.以蔗糖为模板剂,以Rb_2CO_3及Al(NO_3)_3为反应物,原位法制备了Rb_2O/γ-Al_2O_3.同时以蔗糖为模板剂,先分别以Al(NO_3)_3和异丙醇铝(Al[CH(CH_3)_2]_3)为铝源制备了介孔γ-Al_2O_3,再通过浸渍RbNO_3溶液,制备了一系列的负载型Rb_2O/γ-Al_2O_3.通过优化制备条件,两种方法制备的Rb_2O/γ-Al_2O_3的碱强度均可达26.5以上,即为超强碱.把制备的超强碱Rb_2O/γ-Al_2O_3用于三醋酸甘油酯和甲醇为模型反应物模拟生物柴油制备过程中的催化酯交换反应.得到了最佳的催化反应条件:原料醇酯比8∶1,反应温度338K,反应时间4h,催化剂用量w三醋酸甘油酯=6.0%,在此工艺条件下乙酸甲酯产率达98%以上.     

SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸的结构表征

根据IR分析 ,对SO2 -4 /ZrO2 固体超强酸的结构进行了表征 ,讨论了制备条件对催化剂结构的影响。实验结果表明 ,吸附吡啶的红外光谱表明该催化剂具有较高的Lewis酸位。通常pH值为 9 5,焙烧温度 50 0℃条件下制备的SO2 -4 /ZrO2 固体超强酸催化剂应用于辛基多苷的合成活性最高 ,可使葡萄糖的转化率高达 96%。     

负载型B_2O_3固体酸催化转化葡萄糖为5-羟甲基糠醛的研究

通过沉淀法和浸渍法制备了一系列不同负载量的B_2O_3/TiO_2-Al_2O_3固体酸催化剂(BTA),并将其用于转化葡萄糖为5-羟甲基糠醛的反应.研究表明,B_2O_3的引入促进了葡萄糖转化为5-羟甲基糠醛.在最优条件下,BTA-0.20催化剂在150℃反应3 h后,得到了47.3%的5-羟甲基糠醛产率与93.1%的葡萄糖转化率.BTA-0.20展现出的良好的催化活性与催化剂表面的总酸量密切相关,且催化剂表面同时存在的Lewis与Brnsted酸性位点有助于葡萄糖转化为5-羟甲基糠醛.     

Sn杂化氧化铝球的制备及其在丙烷脱氢中的应用

采用海藻酸铵辅助法制备了Sn杂化Al_2O_3球形颗粒,并通过浸渍法获得Pt/Snx-Al_2O_3-X催化剂.采用氮吸附-脱附、XRD、NH3-TPD、XPS与TEM,研究了Sn杂化量与煅烧温度对催化剂孔结构、晶相、表面酸性、Sn价态、催化剂表面Pt颗粒大小的影响,并评估了催化剂在丙烷脱氢过程中的反应活性.实验结果表明,Sn的引入没有改变γ-Al_2O_3的晶相,但是可以提高催化剂的热稳定性;随着煅烧温度的提高,催化剂孔容、孔径明显增加,而比表面积与表面总酸量明显减少;Pt/Sn15-Al_2O_3-800催化剂表面Pt、Sn与γ-Al_2O_3之间相互作用较强,Sn0含量较低,同时Pt粒子平均粒径最小,其丙烷脱氢活性也最好,收率可达35%,以上.     

载体对纳米NiB催化肉桂酸加氢催化活性与稳定性的影响

采用浸渍-还原法制备负载型纳米NiB催化剂,以肉桂酸加氢反应为模型,考察载体(γ-Al_2O_3、SiO_2、TiO_2)对催化剂的催化活性和稳定性的影响.发现载体γ-Al_2O_3具有较好的分散镍活性组分的作用,在多次循环使用后催化剂活性组分流失较少.负载型NiB/γ-Al_2O_3催化剂在肉桂酸加氢反应中表现出较好的稳定性,此外,催化剂套用次数越多其活性反而越高,连续反应3次后肉桂酸的转化率可达75.0%,其加氢产物的选择性仍然保持在100%.通过系列表征,发现其最主要的原因可归为随着反应的不断进行载体孔道中的活性组分纳米NiB逐步暴露所致,更重要的是载体γ-Al_2O_3能够有效抑制活性组分的流失和团聚.     

CeO_2改性NiO/γ-Al_2O_3催化剂的苯胺焦油加氢轻质化

采用分步沉淀法制备CeO_2改性NiO/γ-Al_2O_3催化剂,通过比表面积分析(BET)、X线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、H2程序升温脱附(H2-TPD)对催化剂结构和物化性能进行表征,研究催化剂对苯胺焦油加氢裂化的反应活性。结果表明:适量加入CeO_2可提高NiO在载体γ-Al_2O_3表面的分散,提高NiO/CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂的还原性及吸氢能力,进而提高催化剂的活性和稳定性。采用CeO_2质量分数15%的NiO/CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,在反应温度265℃、反应压力3.0 MPa、液时空速0.3 h-1和氢油体积比2 000的条件下,苯胺焦油裂解率为100%,胺类物质收率为58.54%。     

γ-Al_2O_3球和蜂窝陶瓷负载Fe_2O_3臭氧氧化降解丙烯酸废水的研究

以γ-Al_2O_3颗粒和蜂窝陶瓷为载体,采用硝酸盐浸渍法制备了负载Fe_2O_3的两种催化剂,Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂和Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化剂.分别测试了蜂窝陶瓷、Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化剂和γ-Al_2O_3、Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂的比表面积;以丙烯酸废水中的丙烯酸作为目标污染物,分别对比了单独臭氧氧化、Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂和Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化对丙烯酸的降解效果.结果表明,Fe_2O_3/蜂窝陶瓷和Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对丙烯酸的COD的去除率分别为93.4%和83.1%,比单独臭氧氧化时的COD去除率69.9%有大幅度的提高;Fe_2O_3/蜂窝陶瓷和Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对丙烯酸的TOC的去除率分别为82.7%和75.2%,与单独臭氧氧化时TOC去除率相比,分别提高了31%和24%.     

SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸酯化活性的研究

经过对制备方法的某些改进,合成了一种 SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸。用它作催化剂,对乙酸乙酯的酯化活性作了初步探讨。考察了焙烧温度对SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸酸度及活性的影响。研究认为,对于SO_4~(2-)/Fe_2O_3一类深色固体超强酸的强酸总量可以用溶剂法的乙醇酸量来计量;单位强酸部位的酯收率可近似作为此类固体超强酸的相对酸强度,而SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸的相对酯化活性优于浓硫酸催化剂。     

CuMgLa/γ-Al_2O_3湿式催化氧化降解苯酚的研究

采用共沉淀法成功制备了CuMgLa/γ-Al_2O_3催化剂,以反应温度、苯酚初始浓度、催化剂用量、反应压力、反应时间和转速为单因素,研究苯酚和COD的去除效果。结果表明,反应温度为180℃、苯酚初始质量浓度2 000 mg/L、催化剂用量0.2 g/L、反应压力1.8 MPa、反应时间120 min、转速500 r/min时,苯酚去除率接近100%,COD去除率达90.65%.从XRD、XPS、NH_3-TPD和TG-DTA研究发现,添加Mg和La后,CuO的平均粒径从51 nm分别降至37和25 nm,表明CuMgLa/γ-Al_2O_3中CuO分散得更好,可提供更多的反应位点。掺杂Mg和La减弱了Cu/γ-Al_2O_3中强酸位,减少了CuMgLa/γ-Al_2O_3湿式催化氧化降解苯酚过程积碳行为的发生。     

特定形貌γ-Al_2O_3纳米晶的可控合成及其表征

利用水热重结晶方法制备了不同形貌γ-Al_2O_3纳米晶,考察了铝源、溶剂、p H值、结构导向剂等因素对纳米晶形貌的影响.采用TEM、XRD、氮气物理吸附-脱附等方法对样品进行了表征.结果显示:以异丙醇铝为铝源得到了均一呈菱形片状的二维结构γ-Al_2O_3纳米晶,暴露晶面是(110)晶面;以硝酸铝为铝源,水合肼为结构导向剂,得到了均一呈棒状的一维结构γ-Al_2O_3纳米晶;以铝溶胶为铝源,油酸钠为结构导向剂,得到了均一的零维结构γ-Al_2O_3纳米晶.证实了不同形貌的γ-Al_2O_3纳米晶具有不同的外晶面结构和性质.     

生物油加氢脱氧提质中两亲性催化剂Pd/C-SiO_2-Al_2O_3的研究

以多元共组装和湿法浸渍制备两亲性催化剂Pd/C-SiO_2-Al_2O_3,十氢萘和水混合液模拟生物油油水体系,苯酚为模型化合物,研究其加氢脱氧活性.结果表明:相比于亲水性催化剂Pd/C-SiO_2-Al_2O_3和疏水性催化剂Pd/C,两亲性催化剂Pd/C-SiO_2-Al_2O_3具备更高的苯酚转化率和目标产物环己烷的选择性.两亲性催化剂Pd/C-SiO_2-Al_2O_3能稳定油水乳浊液,催化界面反应,在生物油提质中,有很好的应用前景.     

金属基体整体式阳极Al_2O_3催化剂上二氯甲烷的催化燃烧

通过水热和焙烧处理将板状多孔阳极Al_2O_3材料制备成一种金属基体整体式催化剂材料,在无活性组分负载的情况下直接将其作为催化剂,考察其在二氯甲烷催化燃烧反应中的性能。通过与商业γ-Al_2O_3的对比研究,重点考察水热处理条件对催化剂活性和耐久性的影响。使用扫描电子显微镜(SEM)、N_2吸附-脱附、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)、热分析(TG)和X线衍射仪(XRD)等对样品的结构和理化特性进行表征。结果表明:水热处理在增大样品比表面积的同时,增加了表面酸浓度和亲水性。与商业γ-Al_2O_3在二氯甲烷催化燃烧反应中的性能相比,水热处理的样品在低温下产生了更多的HCl,并显示出更加优异的耐久性。     

多级孔氧化铝负载钯催化剂的制备及加氢性能研究

文章以聚甲基丙烯酸单酯(PMMA)微球为模板剂,采用三嵌段共聚物F127辅助胶体晶体模板的方法合成介-大孔复合孔道结构的Al_2O_3载体,通过浸渍还原法制备了Pd/3DOM Al_2O_3负载型催化剂,考察了其在苯乙烯加氢反应中的活性。采用氮气物理吸附-脱附(N_2-BET)、场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscope, FESEM)、高分辨率透射电子显微镜(high resolution transmission electron microscope, HRTEM)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)等分析方法对催化剂进行了表征。结果表明:活性物种主要以Pd~0的形式高度分散在3DOM Al_2O_3载体上;开放有序的多级孔结构有利于反应物和产物在孔道内的扩散,使其在苯乙烯加氢反应中的活性优于相同条件下γ-Al_2O_3负载的Pd催化剂,Pd/3DOM Al_2O_3的转换频率(turnover frequency, TOF)值可达0.56 s~(-1),高于Pd/γ-Al_2O_3的0.45 s~(-1)。     

完全液相法AlOOH催化甲醇脱水行为研究

用完全液相法制备了用于甲醇脱水合成二甲醚的羟基氧化铝催化剂,对催化剂进行活性评价,并与共沉淀法、溶胶凝胶法制备的催化剂进行了对比,用XRD、NH3-TPD、XPS、氮吸附等方法对催化剂进行了表征。活性评价结果显示,完全液相法制备的催化剂用于甲醇脱水反应,催化剂的诱导期较长,经过诱导期后甲醇转化率可以达到80%,与传统法相同热处理温度下制备的催化剂活性相当。XRD显示,经过500℃焙烧的催化剂以γ-Al2O3形态存在;但当热处理温度为300℃时,无论焙烧还是液相热处理,催化剂均以AlOOH形式存在。XPS结果表明,完全液相法制备的催化剂表面碳含量高于传统法制备的催化剂。NH3-TPD结果表明,完全液相法制备的催化剂表面强酸中心较多,与表面碳物种有关。反应过程中甲醇和二甲醚的洗脱作用使反应后催化剂表面的碳含量有所下降,弱酸中心增加,催化活性提高。     

海藻酸辅助制备CeO_2/γ-Al_2O_3颗粒及其催化臭氧化亚甲基蓝

通过海藻酸辅助法制备了质量CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,探讨了浸渍与共混负载方式对催化臭氧化降解亚甲基蓝(MB)效果的影响.通过改变亚甲基蓝质量浓度与操作pH值,以及连续使用和重复使用实验,表明共混负载催化剂的COD去除率及操作稳定性均高于浸渍负载催化剂;XRD、NH_3-TPD、红外、N_2吸附-脱附与SEM测试结果表明共混负载制备的催化剂中CeO_2的晶相相对较高、催化剂表面酸性强,羟基多且催化剂比表面积相对较大,这些特性有利于提高共混负载催化剂的催化能力与操作稳定性.     

臭氧催化法降解有机废水研究

以固体氧化铁为催化剂,活性氧化铝(γ-Al_2O_3)为载体,对影响臭氧氧化效率的主要因素进行考察,发现随着pH值从酸性到碱性COD去除率逐渐升高,臭氧流量和投加时间、催化剂用量、底物浓度对臭氧氧化效能影响明显,在此基础上最优化Fe_2O_3臭氧催化氧化体系的反应参数。     

纳米Cu/γ-Al_2O_3催化剂制备与选择催化还原NO性能

采用NH4Al(SO4)2、NH4HCO3和NH3.H2O为原料沉淀制备γ-Al2O3,然后浸渍负载活性组分Cu2+,制成纳米Cu/γ-Al2O3催化剂,并考察其催化性能.SEM测试结果表明:制得的纳米Cu/γ-Al2O3催化剂粒径均小于100 nm.活性测试结果表明:在pH值为8.5时制备的γ-Al2O3负载上3%Cu2+的纳米Cu/γ-Al2O3催化剂性能最佳,在275℃时能使NO的转化率达到82.3%,与普通Cu/γ-Al2O3催化剂相比较,最佳活性温度降低了25℃,NO最大转化率提高了31.8%.     

γ—Al2O3载体的宏观结构对加氢脱硫催化剂活性的影响

本文采用比表面积、孔径、孔容测定,TPR,DOC,XRD及HDS反应活性评价等实验方法,探讨了钴钼系HDS催化剂中五种不同来源的γ-Al_2O_3载体及其被TiO_2改性后,表面宏观结构对HDS反应活性的影响。发现在不同的γ-Al_2O_3为载体的HDS催化剂上噻吩HDS活性中心的性质一样;载体的孔分布、孔容对HDS反应活性有直接影响。孔半径为20～50的中孔分布>60％,孔容(P.V)为～0.4ml.g~(-1)的γ-Al_2O_3为较好的载体。同时,TiO_2改性后的γ-Al_2O_3载体,增强了活性组分与载体的相互作用,使MoO_3,不易被还原,对提高HDS反应活性不利。     

小角X射线散射-分割分布函数法的建立和应用

本文介绍了小角X射线散射-分割分布函数法(SAXS-DDF)的建立,并用该方法测定了γ-Al_2O_3超细粉末和La改性的Ni/α-Al_2O_3催化剂中载体表面上活性组分Ni的粘度分布。该方法把计算散射强度的积分方程转化为线性方程组,采用合理的数学模型和计算机程序相继给出平均粒度、比表面、粒度组成和直方图等特征参数。对测定方法的童复性和可靠性进行了验证。用透射电子显微镜的照片结果证实了Ni/α-Al_2O_3催化剂中活性组分颗粒所呈的形状和粒度分布的规律。测试结果说明,SAXS-DDF法适合于测试单相超细粉末或两相催化剂中金属活性组分颗粒的粒度分布。     

固体超强酸WO3-ZrO2-HMS的直接合成及其催化性能研究

以硝酸锆为锆源、钨酸钠为钨源、十二胺为模板剂,采用直接合成法制备WO3-ZrO2-HMS固体催化剂。用流动指示剂法测定催化剂的酸强度,结果显示超强酸性质。以冰醋酸与异戊醇为原料合成乙酸异戊酯,得出最佳制备和反应条件。在最佳条件下,酯产率可达71．1％,且该固体超强酸可重复使用。