磁性Fe_3O_4纳米微球与H_2O_2类芬顿体系催化氧化罗丹明B

采用溶剂热法成功制备出磁性Fe_3O_4纳米微球,与H_2O_2构建类芬顿(类Fenton)体系,去除印染废水中一种典型的阳离子染料——罗丹明B(RhB).借助X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,并探讨了H_2O_2用量、纳米粒子投加量、温度、pH值和RhB初始质量浓度等因素对RhB去除效果的影响。实验结果表明:当H_2O_2用量为140mmol/L,磁性Fe_3O_4纳米粒子投加量为1.2g/L,温度为30℃,pH值为3,RhB初始质量浓度为20mg/L时,反应30min即可去除90%,反应60min后已基本完全去除。     

磁性纳米催化剂SO_4~(2-)/TiO_2-Fe_3O_4的制备及表征

用溶胶凝胶法、沉淀法将磁性材料与固体酸进行组装,制备了磁性纳米固体酸催化剂SO_4~(2-)/TiO_2-Fe_3O_4.该类催化剂能通过外加磁场进行分离、回收.扫描电镜、透射电镜观察及磁性能、比表面积测试结果表明,用溶胶凝胶法制备的催化剂比用沉淀法制备的催化剂具有更小的粒径、更高的磁强度和更优异的催化性能.X射线衍射、傅里叶红外光谱分析表明,影响催化剂磁性能和催化活性的主要因素是Ti与Fe的摩尔比、焙烧温度和浸渍液浓度.     

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.     

Mn-Ce/γ-Al_2O_3协同O_3催化降解苯乙烯

利用Mn-Ce/γ-Al_2O_3二元复合金属氧化物催化剂协同O_3氧化降解苯乙烯废气。研究催化剂活性组分负载量、改性金属氧化物添加量、焙烧温度对催化剂性能的影响,探究不同工艺参数(O_3浓度、苯乙烯浓度、停留时间)对催化苯乙烯降解效果的影响及苯乙烯在O_3催化氧化环境下的降解机制。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N_2吸附-脱附分析仪对催化剂进行表征;采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定反应前后苯乙烯气体及反应产物质量浓度。结果表明:在Mn负载量为5%、Ce负载量为1%、焙烧温度为500℃条件下,催化剂性能最好,并且在O_3质量浓度0.2 g/m~3、苯乙烯质量浓度为1 g/m~3、停留时间为4 s时,苯乙烯最高去除率达到90.4%。     

固体酸MoO_3/ZrO_2-TiO_2的制备和催化性能的研究

采用混合沉淀过饱和浸渍法制备Mo O_3/Zr O_2-Ti O_2固体酸催化剂.以催化水解CFC-12(CCl_2F_2)的转化率90%作为评价标准,考察并优化浸渍液浓度、浸渍时间、浸渍温度、焙烧温度、焙烧时间等催化剂制备条件.结果表明,催化剂的最佳制备条件为:钛锆摩尔比为7∶3,浸渍液浓度为0.25 mol/L,浸渍时间6 h,浸渍温度60℃,焙烧温度500℃.对催化剂进行XRD、SEM、EDS表征,结果表明该方法合成的催化剂为纯相,主要结构为四方晶相的Zr(Mo O_4)_2掺杂锐钛型的Ti O_2,稳定性较好,是催化水解CFC-12良好的催化剂.     

K_2Ti_6O_(13)/石墨烯复合光催化氧化亚甲基蓝废水

采用KDC法制备K_2Ti_6O_(13),采用Hummers法制备氧化石墨烯,然后通过水热还原法制备了K_2Ti_6O_(13)/石墨烯复合光催化剂.采用单因素试验研究催化剂用量、紫外光照时间、亚甲基蓝溶液初始质量浓度和溶液pH值四个因素对降解效率的影响规律.结果表明,K_2Ti_6O_(13)投加量为7.5 g/L、光照时间为30 min、亚甲基蓝初始质量浓度为7 mg/L、溶液pH为6,亚甲基蓝溶液的脱色率为79.51%,K_2Ti_6O_(13)/石墨烯复合光催化剂投加量为2.5 g/L、光照时间为30 min、亚甲基蓝初始质量浓度为7mg/L、溶液pH为6,亚甲基蓝溶液的脱色率为95%以上.     

Y_2O_3对Pt/WO_3-ZrO_2催化剂催化四氢糠醇加氢制备1,5-戊二醇的影响

用浸渍-焙烧法制备不同质量分数Y_2O_3的Pt/Y_2O_3-WO_3-ZrO_2催化剂。通过X线衍射(XRD)、N2物理吸附-脱附、CO脉冲吸附、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)和H_2程序升温还原(H_2-TPR)等方法表征催化剂的理化性能。用连续流动固定床反应器评价催化剂催化四氢糠醇选择加氢制备1,5-戊二醇的催化性能。结果表明:掺杂Y_2O_3可改变催化剂的晶相结构、酸量、比表面积、还原性能和分散度,从而影响催化剂催化四氢糠醇加氢制备1,5-戊二醇的反应性能。Y_2O_3质量分数为1. 0%的Pt/Y_2O_3-WO_3-ZrO_2催化剂活性达到88. 0%,1,5-戊二醇的收率为68. 0%。     

固体酸SO_4~(2-)/SnO_2-SiO_2催化制备生物柴油

以固体酸SO42-/SnO2-SiO2为催化剂,催化大豆油和甲醇制备生物柴油,考察了催化剂的制备条件和反应的最佳条件。结果表明,当催化剂的n(Sn)/n(Si)摩尔比达1∶3以上,浸渍硫酸溶液浓度为1.0~1.5 mol/L,450℃焙烧5 h,催化剂对酯交换反应有高催化活性,催化剂的活性不受体系中游离脂肪酸的影响,醇油摩尔比为13∶1,每摩尔油使用1.0 g催化剂,120℃反应3h,脂肪酸甲酯收率达90%以上。催化剂的吡啶红外谱图表明催化剂具有L酸中心和B酸中心,催化剂的NH3-TPD曲线表明催化剂具有超强酸性。     

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。     

Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂制备条件对其催化降解含聚丙烯酰胺废水活性的影响

以Fe2O3为活性组分,γ-Al2O3为载体,采用浸渍法制备了Fe2O3/Al2O3催化剂,并将其用于催化降解模拟聚丙烯酰胺(PAM)废水.考察了催化剂制备条件对催化活性的影响,得出最佳制备工艺条件为:以Fe(NO3)3水溶液为浸渍液、活性组分负载量20%、焙烧时间3 h、焙烧温度500℃.在温度为60℃、pH=7.0、催化剂加入量为2 g/L,H2O2的质量浓度为0.6 g/L的条件下对质量浓度为400 mg/L聚丙烯酰胺废水进行降解,反应90 min后废水中聚丙烯酰胺相对分子质量降解率最高可达90%以上,CODCr去除率达86%,显示出了较高的催化活性.Fe2O3/Al2O3催化剂经过多次重复使用,催化活性基本没有降低,使用寿命长.     

S_2O_8~(2-)/CaO·Fe_2O_3光催化降解罗丹明B的研究

采用共沉淀法合成新型催化剂S2O28-/CaO.Fe2O3粉体。用红外光谱对其结构进行表征,并考察了助催化剂H2O2的用量、催化剂的投加量以及不同光源对罗丹明B溶液催化降解的影响。实验结果表明,所研制的S2O28-/CaO.Fe2O3粉体为固体超强酸,粒径处于纳米数量级,且其在紫外光区556 nm处有个紫外特征峰。在浸渍液(NH4)2S2O8浓度为0.5 mol/L、S2O28-/CaO.Fe2O3投加量为0.03g/25 mL、H2O2用量为1.00 mL/25 mL下,对浓度为0.6 g/L的罗丹明B溶液在自然光下静置1 h,其降解率可达99.2%。同时还初步探讨了催化降解过程中物理现象与化学性质分析、酸中心的形成机理及催化剂失活的可能原因。     

Fe_2O_3/SnO_2催化剂的制备及其光催化降解亚甲基蓝

采用溶胶-凝胶法制备不同Fe_2O_3含量的Fe_2O_3/SnO_2复合催化剂,分析其组成和性质,以亚甲基蓝溶液为染料模型,研究催化剂的光催化降解性能及最佳降解条件。结果表明,Fe_2O_3和SnO_2得到良好的复合,当Fe_2O_3含量为10%时,Fe_2O_3/SnO_2具有良好的催化活性,且降解的最佳条件为添加0.3 mL/L H2O2,pH为7,催化剂用量为15 mg,染料浓度为5 mg/l时,用300 W汞灯照射2 h,亚甲基蓝的降解率最大。     

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%。     

Ho_2O_3/BiOBr复合光催化剂的制备及光催化性能

以氧化钬、溴化钠、五水硝酸铋等试剂作为原材料,选用水热法,制备Ho_2O_3/BiOBr复合光催化剂.通过紫外可见漫反射及红外光谱分析对催化剂进行表征,考察Ho_2O_3与BiOBr的质量投配比、水热反应时间、制备温度及溶液pH等工艺条件对亚甲基蓝溶液降解率的影响.结果表明:Ho_2O_3/BiOBr复合催化剂的能带隙为2.59 eV;当Ho_2O_3与BiOBr的质量投配比为10%、水热反应时间为12 h、制备温度为160℃、亚甲基蓝溶液pH=11、投加量为0.05 g,在500 W氙灯照射下时,80 min后亚甲基蓝溶液降解率达95.6%.经4次的重复使用后,Ho_2O_3/BiOBr复合催化剂对亚甲基蓝溶液的降解率达到81.3%.     

RGO/TiO_2/Fe_3O_4复合纳米材料的制备及其对甲基橙废水的脱色效果

通过水热法制备Fe_3O_4磁性纳米微球,以此为核包覆TiO_2,并将核壳结构的TiO_2/Fe_3O_4附着在还原氧化石墨烯(RGO)片层结构上;利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附、X射线衍射仪(XRD)、震动样品磁强计(VSM)和X射线光电子能谱(XPS)表征了RGO/TiO_2/Fe_3O_4磁性复合纳米材料的形态结构、包覆情况、磁性和元素种类,同时考察了该催化剂在紫外光照射下催化脱色甲基橙的效果。实验结果表明,TiO_2均匀地包覆在Fe_3O_4表面,RGO/TiO_2/Fe_3O_4磁性复合纳米材料的比饱和磁化强度为19.0emu/g。以甲基橙的水溶液为模拟污染物,紫外光照射90min后RGO/TiO_2/Fe_3O_4复合纳米材料对甲基橙的脱色率达到91%。     

磁性Fe_3O_4/α-Fe_2O_3核壳材料降解水中亚甲基蓝

以Fe_3O_4为核,以α-Fe_2O_3为壳层,合成出一种核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米复合材料.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线衍射仪(XRD)等表征手段对核壳材料的形貌、组成及结构等进行了表征,并将其应用于亚甲基蓝溶液的降解.结果表明:核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子粒径约为50~80nm.当H_2O_2用量为0.23mol/L,Fe_3O_4/α-Fe_2O_3投加量为5g/L,pH值为2,亚甲基蓝溶液初始质量浓度为5.0mg/L,60min内亚甲基蓝的降解可达98.7%.Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子经过3次循环使用后,对亚甲基蓝仍具有较好的降解能力.     

磁性纳米TiO2／Al2O3／Fe3O4光催化剂的制备及性能研究

以化学共沉淀法制备的纳米铁氧体Fe3O4为磁载体,采用溶胶-凝胶法制备了易于固液分离回收的新型磁性纳米TiO2/Al2O3/Fe3O4光催化剂,并讨论了制备条件对催化剂晶体形态及磁性能的影响.采用XRD、SEM、TEM、FT-IR及VSM等对催化剂进行了表征,以酸性大红3R为目标降解物,对催化剂的光催化性能进行了研究.结果表明:磁性纳米TiO2/Al2O3/Fe3O4光催化剂呈现顺磁性,具有较强的光催化活性和较高的回收率.在n(TiO2)∶n(Al2O3)∶n(Fe3O4)为12∶2∶1、煅烧时间为2.5 h、煅烧温度为400～450 ℃的条件下,制备的催化剂在酸性大红3R溶液初始浓度为100 mg/L、光催化反应降解时间为120 min、光催化剂用量为1.0 g/L时,酸怀大红3R的降解率可达到99.8%,在3次循环使用后酸性大红3R降解率仍保持在85%以上.在外加磁场的作用下,催化剂可与液相迅速分离,回收率高达83%.     

磁性氧化铁/SO2-4生物质基固体酸催化剂合成及特性

利用聚乙二醇法和亚硫酸钠法制备磁性氧化铁颗粒,通过负载法合成磁性氧化铁/SO2-4生物质基固体酸催化剂,从磁性氧化铁颗粒的不同制备方法入手分析催化剂的合成及特性.以表面酸量、磁响应性能及催化水解微晶纤维素所得还原糖得率(DNS法)为指标考察催化剂的活性;利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)表征催化剂结构.结果表明:磁性氧化铁颗粒的合成方法对制备催化剂活性和结构有较大影响.其中,用亚硫酸钠法制备磁性颗粒合成的催化剂表面酸量大(1.13mmol/g),还原糖得率高达30%,且制备工艺周期适中(2970min),催化剂的碳含量较高,负载的磁性氧化铁颗粒较多且与碳材料结合程度高,比表面积较大,孔道结构丰富;通过VSM分析可知:聚乙二醇法合成的催化剂为铁磁性材料,亚硫酸钠法合成的催化剂为亚铁磁性材料.     

新型固体酸SO_4~(2-)/TiO_2-La~(3+)-Al_2O_3-Al催化合成乙酸乙酯

研究一种新型的催化酯化专用催化剂。采用铝阳极氧化法制备Al2O3-Al载体,通过引入SO42-/TiO2-La3 固体酸,制得催化精馏专用的填料型固体酸催化剂,并应用于乙酸乙酯合成反应。最佳反应条件:反应时间为6 h,原料摩尔比(酸∶醇)为1∶8,催化剂用量为2 g,反应酯化率可达50.4%,选择性为100%,催化剂可重复使用。     

SO_4~(2-)/TiO_2-Fe_2O_3固体超强酸的制备与表征

以TiCL_4、FeCL_3·6H_2O、NH_3·H_2O和H_2SO_4为原料,采用共沉淀硫酸浸渍法制备SO_4~(2-)/TiO_2-Fe_2O_3固体超强酸,用滴定法测定催化剂的酸性;用FTIR、XRD、TG-DSC、SEM和EDS表征催化剂结构;用粒径分析仪表征催化剂的粒径分布.结果表明:复合氧化物TiO_2-Fe_2O_3中,TiO_2以无定形方式分布在Fe_2O_3表面,以Ti-O-Fe键形成键联,经适宜浓度硫酸浸渍焙烧后,Fe2O3的骨架结构未发生明显变化,SO_4~(2-)负载在TiO_2-Fe_2O_3上.通过试验,得到Ti-Fe摩尔比1∶2,浸渍液硫酸浓度0.5mol/L,在550℃焙烧3h制得的SO_4~(2-)/TiO_2-Fe_2O_3催化剂酸性较强,比表面积较大,催化活性较佳.