钙钛矿型催化剂LaMO3的结构与水汽转化反应的催化活性

用柠檬酸络合法制取了LaMO_3(M=Cr,Fe,Co,Ni)与La_(1-x)Sr_xFeO_3(x=0.1～0.4)系列化合物。X射线衍射(XRD)分析表明,LaMO_3(M=Cr,Fe,Co,Ni)与La_(1-x)Sr_xFeO_3(x=0.1～0.3)均为单相钙钛矿型复合氧化物;x=0.4时,有少量SrFeLaO_4与钙钛矿相共存。在300～500℃范围内水蒸汽转化反应催化活性顺序为:LaCoO_3>LaNiO_3>LaFeO_3>LaCrO_3,400℃时La_(1-x)Sr_xFeO_3系催化活性随x值的递增而下降。上述活性变化规律与催化剂晶格中氧结合能有关,晶格氧结合能愈低,催化活性愈好。文中对钙钛矿型催化剂上水汽转化反应的机理作了初步探讨。     

CO在钙钛矿型稀土氧化物LaMO_3(M=Cr,Mn,Fe,Co,Ni)上的氧化反应

本文用柠檬酸络合法制取了比表面为18.3～31.2m~2/g的LaMO_3(M-Cr,Mn,Fe,Co,Ni)系列化合物。X射线衍射(XRD)鉴定均为单一相钙钛矿型氧化物。LaCrO_3与LaFeO_3物属于正交晶型;LaMnO_3,LaCoO_3和LaNiO_3属三方晶型。在反应温度低于300℃时,一氧化碳氧化反应催化活性次序为:LaMnO_3>LaCoO_3>LaNiO_3>LaFeO_3>LaCrO_3,呈现出LaMO_3晶格氧化合能愈低,催化活性愈好的规律。     

La_(0.7)K_(0.3)Co_(0.5)Fe_(0.5)O_3在SO_2气氛下对柴油车尾气中NO的去除性能

采用柠檬酸络合法制备钙钛矿型催化剂La_(0.7)K_(0.3)Co_(0.5)Fe_(0.5)O_3,通过固定床反应器对催化剂进行活性测试,考察钙钛矿型催化剂La_(0.7)K_(0.3)Co_(0.5)Fe_(0.5)O_3在SO_2气氛下对柴油车尾气中NO的去除性能;并利用BET、XRD、FT-IR、SEM等手段对反应前后的催化剂进行表征。结果表明:钙钛矿型催化剂La_(0.7)K_(0.3)Co_(0.5)Fe_(0.5)O_3对NO有较高的催化活性;并且由于金属Fe的掺杂,提高了催化剂的抗硫性能。当SO_2浓度不高于0.05%时,催化剂表现出较好的抗硫性能;当SO_2浓度大于0.05%时,催化剂对NO的催化活性明显下降。FT-IR、SEM等表征说明,在低硫浓度下,金属Fe的掺杂可以有效阻碍硫酸盐物种的生成和累积;但在深度硫化后,催化剂的活性仍会受到一定的影响。     

Sol-Gel法制备TiO2粉末的光催化性能研究

通过溶胶－凝胶技术制备出比表面积高、孔径分布窄的锐钛型二氧化钛粉末,并用热重分析、Ｘ－射线衍射、比表面仪、透射电镜、元素分析、红外光谱等方法进行表征。以甲苯气相光氧化降解为模型反应,对其催化性能进行评价并与商业化产品ＤｅｇｕｓｓａＰ－２５进行比较。实验结果表明,比表面积为１２８ｍ＾２／ｇ、孔径为６．８１ｎｍ、晶粒尺寸为８．３４ｎｍ、团聚体为２００－３００ｎｍ的锐钛型二氧化钛粉体具有良好的催化活性。     

掺银纳米二氧化钛蒙脱石复合抗菌剂的制备及性能研究

以蒙脱石为载体,采用溶胶-凝胶法制备粉体纳米二氧化钛,并且以成品纳米二氧化钛与蒙脱石复合进行对比,通过离子交换反应将银离子引入蒙脱石层间。考察了制备纳米二氧化钛过程中乙醇用量、温度、p H值以及滴加方式等影响因素。考察了制备掺银纳米二氧化钛蒙脱石过程中温度、离子交换时间、硝酸银用量等影响因素。实验采用佛尔哈德法间接测定载银量。实验表明:在反应温度40℃条件下反应6 h时制备出的载银自制纳米二氧化钛蒙脱石载银量为质量分数1.8%,载银成品纳米二氧化钛蒙脱石载银量质量分数为2.6%;红外分析表明二氧化钛可以实现与蒙脱石的复合;X射线衍射法测定结果表明,载银对纳米二氧化钛蒙脱石骨架结构无影响;催化活性表明,载银提高了二氧化钛蒙脱石的催化活性。     

稀土催化乙酸乙酯合成反应

研究了3种四价铈化合物和3种三价铈化合物催化乙酸和乙醇合成乙酸乙酯反应的性能,发现阴离子配体对铈化合物催化活性有很大影响。催化活性顺序为:CeCl3>Ce(NO3)3>(NH4)2Ce(NO3)6>Ce(SO4)2。Ce(acac)4和Ce(acac)3则完全没有催化活性。研究了LnCl3中稀土元素对催化活性的影响,催化活性顺序为:Yb>Sm>Ce>La。YbCl3作催化剂活性较高,催化剂具有较好的重复使用性,实验过程无毒、无污染,是理想的绿色催化剂。     

多孔二氧化钛负载型硅钨杂多酸的制备与表征

为了使硅钨酸催化剂在使用后能分离出来并重复使用,以硫酸钛为钛源,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,在酸性条件下,分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法合成2种负载型的硅钨酸/多孔二氧化钛.采用IR、TGA-DSC和N2-吸附脱附等方法对催化剂的结构和性质进行表征,并以乙酸异戊酯的合成作为评价反应,考察所制备的硅钨酸/多孔二氧化钛催化剂的催化活性和重复使用性.结果发现:采用溶胶-凝胶法所制备的硅钨酸/多孔二氧化钛(Ⅱ)中,硅钨酸和载体二氧化钛的结合更加牢固,对乙酸异戊酯的合成反应具有很好的催化活性和重复使用性.     

单缺位型磷钨杂多化合物的制备及催化性能的实验设计

通过合成的一系列溴代十六烷基吡啶修饰的过渡金属取代单缺位的Keggin型磷钨杂多化合物PW_(11)O_(39)M(II/III)(M=Fe、Co、Ni、Cu、Mn),并利用红外和X-射线光谱对其结构进行了表征.以其为相转移催化剂,评价了合成的杂多化合物对苯乙烯氧化反应的催化活性.通过观察反应温度、反应时间、催化剂用量和叔丁基过氧化氢用量对(Cpyr)_5PW_(11)Co催化苯乙烯氧化反应的影响,发现合成的过渡金属取代的单缺位Keggin结构磷钨杂多化合物,当反应温度为80℃,反应时间为8 h时,(Cpyr)_5PW_(11)Co具有最高的催化活性,反应物苯乙烯的转化率高达89.3%,目标产物环氧苯乙烷的选择性为78%,且催化剂的重复利用性较好.     

La0.7K0.3Co0.5Fe0.5O3在SO2气氛下对柴油车尾气中NO去除性能的研究

本文采用柠檬酸络合法制备钙钛矿型催化剂La0.7K0.3Co0.5Fe0.5O3,通过固定床反应器对催化剂进行活性测试,考察钙钛矿型催化剂La0.7K0.3Co0.5Fe0.5O3在SO2气氛下对柴油车尾气中NO的去除性能,并利用BET、XRD、FT-IR、SEM等手段对反应前后的催化剂进行表征。结果表明：钙钛矿型催化剂La0.7K0.3Co0.5Fe0.5O3对NO有较高的催化活性,并且由于金属Fe的掺杂,提高了催化剂的抗硫性能。当SO2浓度不高于0.05%时,催化剂表现出较好的抗硫性能;当SO2浓度大于0.05%时,催化剂对 NO的催化活性明显下降。FT-IR、SEM等表征说明,在低硫浓度下,金属Fe的掺杂可以有效阻碍硫酸盐物种的生成和累积,但在深度硫化后,催化剂的活性仍会受到一定的影响。     

扩散火焰法制备TiO2纳米晶及其光催化活性

利用自行设计开发的扩散火焰燃烧反应器,以四氯化钛为前驱体,通过四氯化钛气相水解法,改变四氯化钛进料速率和中心环氧气含量,合成粒径和晶型组成可控的二氧化钛纳米晶。透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)分析结果表明:制备的球形样品分散性好、粒径分布均匀、晶化完整。以罗丹明B染料在紫外光条件下的降解为模型反应,考察了球形二氧化钛纳米晶的粒径和晶型组成与光催化活性的关系。结果表明:晶型组成不变时,晶粒尺寸越小,光催化活性越好;而当晶粒尺寸不变时,随着锐钛矿型质量分数的增加,光催化降解罗丹明B的活性先增加后降低,锐钛矿型二氧化钛质量分数为0.80时,光催化活性最好。     

过氧甲酸法制备环氧地沟油

利用植物油环氧化制备增塑剂,由于其绿色无毒而备受关注。本文利用地沟油为原料,通过过氧甲酸法制备环氧地沟油,探讨地沟油高值化利用的新途径。实验以硫酸为催化剂,双氧水为供氧剂,甲酸为受氧剂,对地沟油环氧化反应条件进行了研究;通过单因素实验和L25(54)正交实验确定了最优反应条件:100g地沟油中加入67g双氧水-浓硫酸(双氧水:浓硫酸的质量比为200:1),10g甲酸在70℃下恒温搅拌反应6h,最佳反应条件下产物的环氧值达到了5.26%,碘值为3.67g/100g,酸值(KOH)为0.48mg/g。本工艺简单,原料成本低廉,产品性能完全可以满足增塑剂的要求。     

钙钛矿型氧化物LaMO3的导电性与其CO2甲烷化活性

用柠檬酸络合法制得系列化合物LaMO_3(M=Mn,Fe,Co,Ni),经X—射线衍射(XRD)鉴定均为单一钙钛矿型氧化物。LaFeO_3属于正交晶型;LaMnO_3,LaCoO_3和LaNiO_3属三方晶型。测定表明CO_2甲烷化反应活性顺序为:LaNiO_3>LaCoO_3>LaMnO_3>LaFeO_3,与其导电性大小顺序相一致。LaMO_3的导电性与过渡金属离子M的d电子离域性质有关。     

La_(0.95)FeO_(3-δ)/C复合电极制备工艺对氧还原和氧析出催化性能的影响

为优化具有A位镧缺失的铁酸镧(La_(0.95)FeO_(3-δ))钙钛矿的氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)双功能电催化性能,研究La_(0.95)FeO_(3-δ)/C复合电极中碳的形态、电极浆料制备方法和催化剂载量对双功能电催化性能的影响,并分析其影响机理.结果表明:当La_(0.95)FeO_(3-δ)与导电碳形成复合电极时,ORR和OER催化活性显著提高;La_(0.95)FeO_(3-δ)/C复合电极的电催化性能与碳的形态以及电极浆料制备方法密切相关,在超声分散-球磨-超声分散的最佳浆料制备方法下,当以EC600JD为导电碳,La_(0.95)FeO_(3-δ)与EC600JD的载量分别为0.6 mg/cm~2与0.12 mg/cm~2时,ORR和OER催化活性最佳.经过工艺优化的La_(0.95)FeO_(3-δ)/C复合电极具有优异的双功能电催化性能,且其制备简单、成本低,有望在锂氧电池等器件中得到应用.     

TiO2-rGO紫外光催化臭氧耦合高效降解双酚A的研究

采用液相沉积-煅烧法制备二氧化钛-还原氧化石墨烯(TiO₂-rGO)复合光催化剂。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积与孔隙率分析仪(BET)和紫外-可见漫反射分光光度计(UV-Vis DRS)等对所制备的催化剂进行表征分析。以双酚A(BPA)为模拟污染物,考察了TiO₂-rGO的光催化臭氧氧化降解性能,并通过活性物种捕获实验探究反应机制。结果表明,锐钛矿型TiO₂纳米颗粒成功附着在石墨烯上,颗粒直径约为20 nm;当前驱体溶液中氧化石墨投加量为0.02 g时,样品催化活性最高,反应45 min后双酚A被完全矿化,经过5次循环使用后,仍保持高效催化性能;TiO₂-rGO催化活性的提高主要归因于引入石墨烯后提高了光生载流子的分离效率,促进了光催化与臭氧氧化协同降解;在反应过程中,空穴(h+)和羟基自由基(·OH)是主要的活性物种,·OH对BPA的降解起主导作用。     

TiO_2/AC光催化降解水中微量莠去津的研究

采用溶胶凝胶法制备了活性炭负载二氧化钛(TiO2/AC)催化剂,研究其对水中微量莠去津的光催化降解情况.结果表明,当TiO2/AC催化剂在活化温度为500 ℃,TiO2负载量为34.4%,催化剂使用量大于15 mg/L时表现出最高的催化活性,在最优条件下TiO2/AC催化剂对水中40 μg/L莠去津的光催化降解符合准一级反应动力学方程,降解效率为91.4%,催化效果优于TiO2、P25TiO2以及TiO2+AC的混合体系.莠去津的光催化降解途径为脱氯反应生成羟基化产物OHA,OHA脱烷基生成OHDIA和OHDEA.     

L_(a1-x)S_(rx)C_oO_3的性能及应用

用陶瓷法合成了L_(a_1-x)S_(rx)C_oO_3系列化合物。分别用x-ray衍射,伏安法测试了样品的晶体结构、导电性,发现X=0时,L_aC_oO_3是菱方畸变的钙钛矿结构,导电性质是半导体性的,随着S_r~(2+)的掺入,L_(a_1-x)S_(rx)C_oO_3的菱方畸变程度逐渐变小,到X=0.6时,变成完全的正交钙钛矿结构,X≥0.8时,有杂相出现。随着S_r~(2+)的掺入,电阻明显减小,X=0.5时,电阻最小,比 L_aC_oO_3小三个数量级。本文对L_(a_1-x)S_(rx)C_oO_3氧化物的催化活性等性能及应用作了介绍。     

酞磺胺噻唑与稀土化合物的研究

采用酞磺胺噻唑钠水溶液与氯化稀土水溶液作用制得了十六种磺胺类稀土化合物,研究了它件的溶解性,红外光谱,热谱,核磁共振,电导等行为,确定化合物的组成是Ln_2(PST)_3·6H_2O,Ce(PST)_22H_2O(Ln=各种稀土离子,PST为酞磺胺噻唑根)。讨论了化合物的结构,指出在酞磺胺噻唑稀土化合物中稀土离子通过酞磺胺噻唑离子的羧酸基和磺酰胺中脱质子氮成键。     

呋喃并萘并吡喃酮的区域选择性合成及其光氧化反应

以２,７－萘二酚为原料分别经三步反应合成了三个新型呋喃香豆素类似物４、９、１２。所有目标化合物及其中间体的结构均经1ＨＮＭＲ、ＭＳ、ＩＲ、元素分析充分表征。研究了化合物４和１２的光氧化反应,分离得到化合物１２的光氧化产物１８。     

羊毛-钯-镍配合物对芳硝基化合物催化加氢反应的催化性能

生物高分子负载型双金属羊毛-钯-镍络合物对芳硝基化合物催化加氢反应性能的研究,发现该催化剂制备简单,温和条件下能有效地将芳硝基化合物催化加氢.考察了反应温度、溶剂、金属负载量、Pd/Ni比、溶液pH等对催化加氢反应的影响.在最佳条件下,芳硝基化舍物被100%的转化为芳胺化合物,并且催化荆重复使用4次,仍有较高的催化活性.     

一种新型手性多相钯催化剂的研制及应用

通过在大孔硅烷化硅胶上涂敷手性高分子配位体－－三苯基氨基甲酸纤维素酯,合成了一类新型手性多相钯催化剂;探讨了其在酮的不对称氢化反应中的催化活性及手性诱导问题。