纳米复合铁-硅氧化物的制备、性能及其应用

用溶胶-凝胶法制备了纳米γ-Fe₂O₃及γ-Fe₂O₃/SiO₂复合氧化物，以透视电镜(TEM)、热重 差热分析(TG-DTA)、Brunauer Emmett Teller (BET)分析和X射线衍射分析(XRD)对纳米粒子进行表征，以CH₄为模型反应，在固定床流动反应器中对复合氧化物进行催化活性评价，并制作了气敏元件。考察了γ-Fe₂O₃及γ-Fe₂O₃/SiO₂敏感元件对CO和其他还原性气体的灵敏度及焙烧温度对敏感度的影响，得到对CO检测的合适焙烧温度分别为500℃和600℃和最佳操作温度310℃。结果表明，γ-Fe₂O₃/SiO₂纳米复合氧化物中SiO₂对γ-Fe₂O₃的相变温度、加强热稳定性及提高气体灵敏度起到较大的作用。     

以空心SiO2为载体的蛋壳型贵金属Pd催化剂的制备及表征

以空心SiO₂为载体采用浸渍法制备了一系列蛋壳型贵金属Pd催化剂和Ca-Pd 催化剂，应用TEM，XRD和EDS方法表征催化剂。结果表明，贵金属Pd不仅能够负载到空心SiO₂载体上，分散也比较均匀，且粒径较小，Pd/SiO₂催化剂上Pd的粒径约为7 nm，Ca-Pd/SiO₂催化剂上Pd的粒径约为5 nm。在蛋壳型催化剂Pd/SiO₂ 中加入助催化剂Ca能够形成蛋壳型Ca-Pd复合催化剂。空心SiO₂可以作为蛋壳型贵金属Pd催化剂载体。催化活性评价结果表明，蛋壳型复合催化剂Ca-Pd/SiO₂的催化活性和甲醇的选择性较纯Pd催化剂有了较大幅度的提高，其中催化活性提高了7倍。     

可商业化催化剂Cu/γ-Al2O3的制备和活性研究

用浸渍法制备出低成本的可商业化的Cu/γ-Al₂O₃催化剂，催化剂在NH₃做还原剂下对NO有良好的活性。研究了Cu负载量和煅烧温度对催化剂结构和催化活性的影响，借助XRD和N₂吸附法对催化剂的晶体结构、比表面积和平均孔径进行了表征；以NH₃为还原剂，NO转化率为活性评价指标，对所制备催化剂进行了选择催化还原反应研究。结果表明：Cu负载量对催化活性有影响，而煅烧温度的影响不大。煅烧温度为723K，Cu负载量为质量分数10%时，催化剂的活性最高。     

低温合成TiO2/Fe3O4磁载光催化剂的光催化性能研究

采用化学共沉淀法合成的磁性纳米Fe₃O₄为磁核,以钛酸四丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法,在较低温度下合成了TiO₂/Fe₃O₄磁性光催化剂。利用XRD、TEM、SEM-EDX等分析方法对合成催化剂的相组成、形貌、粒度、元素分布等进行了表征;研究了不同焙烧温度及TiO₂/Fe₃O₄比例对降解罗丹明B光催化活性及磁分离回收性能的影响。结果表明,在100、300和450 ℃焙烧温度下磁性光催化剂的催化活性依次降低,较低温度(100 ℃)制备的催化剂具备较高的催化活性;当TiO₂质量分数处于67.3%～73.0%时,催化剂既具有较高的光催化降解活性也具有较好的磁分离回收性能;光催化剂TiO₂/Fe₃O₄（100 ℃,TiO₂质量分数70%）在循环使用5次后,在降解75 min时仍能达到对罗丹明B 99%的脱色率和90%的回收率。     

钒含量和焙烧温度对V2O5/TiO2催化剂物理和化学性质的影响

 V₂O₅/TiO₂催化剂中活性组分状态对催化性能影响很大,影响活性组分状态主要是活性组分含量以及在不同温度下的焙烧.本文通过溶胶-凝胶法制备V₂O₅/TiO₂催化剂,运用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、氮吸附/脱附(BET)、X射线光电子谱(XPS)、拉曼光谱(Raman Spectroscopy)和透射电镜(TEM)对所制备的催化剂进行了结构表征.XRD和TEM表明定量掺杂活性组分可以提高催化剂的热稳定性,且活性组分很均匀的分布在催化剂之中.BET、XPS和Raman光谱表征表明,催化剂结构、活性组分状态受活性组分含量和焙烧温度影响.活性组分含量和焙烧温度对催化剂的物理和化学性质有强烈影响,主要表现在催化剂的热稳定性、相组成、活性组分分散性和状态,并最终表现在用氨选择性催化还原氮氧化物反应的催化活性上.     

溶胶-凝胶法制备钒掺杂中孔氧化硅及丙烷氧化脱氢的研究

采用溶胶-凝胶法制备了钒掺杂中孔氧化硅（V-meso-SiO₂）,用N₂ 物理吸附、X射线衍射、透射电镜、拉曼光谱、紫外可见漫反射、红外光谱、程序升温脱附、程序升温还原系统研究了催化剂的物化性质并测试了其在丙烷氧化脱氢反应中的催化性能。结果表明： V-meso-SiO₂催化剂具有约600m²/g的比表面、5.0nm左右的平均孔径、类似蠕虫状的介孔孔道结构;氧化钒在材料的骨架内主要是以高度分散的孤立态的四面体钒存在,是丙烷氧化脱氢反应的活性中心位;通过优化反应温度、原料气体流速等条件,V-meso-SiO₂催化剂对于丙烷氧化脱氢反应具有较好的催化活性。     

锂—锰复氧化物催化剂上甲烷氧化偶联反应的研究

本文研究了具有不同Li/Mn比的锂-锰复氧化物催化剂对甲烷氧化偶联反应的催化性能,并用X射线粉末衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)和程序升温还原(TPR)等方法对催化剂进行了表征。结果表明:当Li/Mn=2)形成亚锰酸锂Li_2MnO_3化合物时,样品的催化活性明显上升。随锂含量的增加,产物中C_2选择性上升;甲烷转化率在Li/Mn比为2.6-2.8时出现极大值。在780℃,烷氧比为2时,可获得19％的C_2收率。XRD和TPR的结果说明,催化活性与样品中锰的价态有关,Mn~(4+)的催化活性明显大于Mn~(3+)。适当过量的锂可使锰稳定在正四价并覆盖催化剂表面的完全氧化活性位,从而抑制深度氧化作用,因而提高了催化剂的活性及选择性。催化剂表面O_(ls)结合能为531.9eV的氧物种的存在有利于C_2选择性的提高。     

铜锰复合氧化物低温催化氧化甲醛的性能研究

 采用简单的氧化还原方法,通过控制Cu和Mn物质的量之比及煅烧温度等条件合成了一系列铜锰复合氧化物。通过考察合成条件对催化剂的晶相、形貌以及催化活性的影响,从而确定最佳的工艺条件,结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等多种表征手段揭示催化剂结构和活性的关系。研究结果表明,在单一锰氧化物中,铜的掺杂促进氧物种移动,使得铜锰复合氧化物具有较低的还原温度和较强氧化还原能力,且结晶度差的无定型态同样有利于氧空穴的增加,从而有利于甲醛的催化氧化。当Cu/Mn物质的量之比为1：2、煅烧温度为300℃时制得的铜锰复合催化剂催化性能最佳,能够在90℃下完全降解甲醛。     

硅钨钼酸掺杂聚苯胺催化合成丁酮1,2-丙二醇缩酮

自制了硅钨钼酸(H₄SiW₆Mo₆O₄₀)掺杂聚苯胺(PAn)催化剂H₄SiW₆Mo₆O₄₀/PAn。通过丁酮和1,2-丙二醇为原料合成丁酮1,2-丙二醇缩酮,探讨了硅钨钼酸掺杂聚苯胺催化剂对缩酮反应的催化活性,较系统地研究了原料量比,催化剂用量,反应时间诸因素对产品收率的影响。实验表明：硅钨钼酸掺杂聚苯胺是合成丁酮1,2-丙二醇缩酮的良好催化剂,在n(丁酮):n(1,2-丙二醇)=1:1.7,催化剂用量为反应物料总质量的0.6%,环己烷为带水剂,反应时间40min的优化条件下,丁酮1,2-丙二醇缩酮的收率可达83.1%。     

铜氧化物/纤维复合材料制备及对H2O2分解性能

通过偕胺肟化腈纶纤维与铜离子进行配位-水解反应,成功制备了过渡金属铜氧化物/纤维复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了表征.以1％ H2O2分解速率为指标,探索了铜源浓度、反应pH、水浴反应时间、催化剂烘干温度及催化剂烘干时间等因素对铜氧化物/纤维复合材料催化性能的影响,并初步研究了催化剂的重复使用性能.     

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。     

Mn助剂对CO2加氢合成甲醇催化剂Cu／Zn／Al2O3的改性作用

利用共沉淀法制备了系列Cu-Zn-Al-Mn催化剂,并对催化剂进行了活性评价．结果表明,催化剂性能与锰助剂的添加量有密切的联系,锰的加入能提高催化剂的活性,促进CO2的转化．表征结果表明,锰助剂的加入可以阻止CuO晶粒生长,有利于CuO分散,使催化剂的比表面积增加;同时,锰助剂的加入也促进了Cu（Ⅱ）向反应活性物种Cu（Ⅰ）的转化．     

合成甲酸甲酯Cu—Mn催化剂的活性组分及活性中心研究

研究了不同铜锰比,不同分解气氛以及催化剂中不同组分的相对活性,并对不同预处理方法所得催化剂的活性进行比较研究,结果表明,铜锰催化剂的活性源于氧化铜,氧化锰及锰酸铜之间的紧密结合,其中锰酸铜物相的存在对反应起着十分重要的作用,采用XPS－Auger,XRD及FT－IR对催化剂进行了表征,发现铜锰催化剂中Cu 为催化剂活性中心的可能性较大,与锰的化合物相互作用催化该合成反应的进行。     

Cu—Mn—Pt／γ—Al2O3系列催化剂中组分间的活性增强效应

通过ＣＯ氧化活性测试，采用ＸＲＤ、ＸＰＳ、ＴＰＲ等方法表征，研究了Ｃｕ－Ｍｎ－Ｐｔ／γ－Ａｌ２Ｏ３系列催化剂中组分间的活性增强效应，并对其固相结构和表面组成进行表征．结果表明：（１）氧化型ＣｕＭｎ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂中Ｃｕ和Ｍｎ之间存在一定的活性增强效应，两种活性组分发生协同作用；（２）还原型Ｐｔ－Ｃｕ／γ－Ａｌ２Ｏ３和Ｐｔ－Ｍｎ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的氧化活性在系列中最高，Ｐｔ－Ｍｎ／γ－Ａｌ２Ｏ３的ＣＯ氧化活性增强效应最为显著．这与加人Ｐｔ后，Ｃｕ２＋易被还原，Ｃｕ＋明显增多有关；（３）同时含有Ｃｕ、Ｍｎ组分的几种催化剂中，催化剂表面上Ｃｕ均有一定富集，加人Ｐｔ后，表相以Ｃｕ＋为主．由于Ｃｕ－Ｍｎ－Ｐｔ三元催化剂的制备方法不同，以致氧化活性相差很大，共浸制备较分浸制备的催化剂活性要好的多．     

锰锆镧固溶体的制备及负载铜催化剂的性能研究

采用改进的共沉淀法制备锰锆镧复合氧化物(MnxZr1-xLayO2-σ)载体,然后采用等体积浸渍法负载活性组分Cu,制得铜基锰锆镧复合氧化物(Cuλ/MnxZr1-xLayO2-σ)催化剂.考察该催化剂催化CO、C3H6和NO转化反应的三效催化性能,并且利用XRD、TG和SEM等方法研究催化剂结构与性能的关系.实验结果表明:Mn:Zr:La摩尔比为0.9:0.1:0.06,Cu负载量为5%时,制得的Cu5%/Mn0.9Zr0.1La0.06O2-σ催化剂催化CO、NO和C3H6转化反应的活性良好;Mn、Zr和La能够形成稳定的Mn-Zr-La固溶体,可以有效提高催化剂的低温活性和热稳定性,并且不出现Cu、Mn、Zr或者La物种在载体表面富集的现象;因此,Cu5%/Mn0.9Zr0.1La0.06O2-σ催化剂具有良好的性能,在该催化剂上CO、C3H6和NO的起燃温度(T50)分别为112℃,253℃,210℃,完全转化温度(T90)分别为154℃、319℃和288℃,至500℃时转化率分别高达100%、97.5%和99.3%.     

担载Ni催化剂中Ni担载量及金属助剂对CH4与CO2重整反应活性的影响

考察了金属Ni担载量对Ni/Al2 O3、Ni/MgO/Al2 O3催化剂用于甲烷与二氧化碳重整反应活性的影响 ,结果表明 :Ni担载量对反应活性的影响受反应温度的制约 .在低担载量时 ,催化活性随Ni担载量的增加而增加 ,到 3%时CH4及CO2 转化率分别达到 10 0 %和88% ;但对高担载量催化剂如 2 0 %Ni/MgO/Al2 O3,高温时 (>10 73K)因Ni的聚集等使反应器堵塞 ,导致活性骤降 .与Ni/Al2 O3相比 ,Ni/MgO/Al2 O3具有更好的稳定性 .助剂对催化活性及稳定性也有一定影响 .各助剂对CH4转化的影响次序为 :La >Mn >Co >Fe .助剂的加入有助于Ni催化剂稳定性的提高 .     

CuMn2O4/HZSM-5催化二甲醚水蒸气重整制氢的试验研究

摘要： 搭建了二甲醚水蒸气重整制氢的小样模拟台架,并制备了二甲醚重整制氢催化剂.研究了不同水解活性组分、甲醇重整活性组分和煅烧温度下的尖晶石复合催化剂对二甲醚水蒸气催化重整制氢性能的影响.结果发现：不同水解活性组分中,HZSM 5（硅铝摩尔比r=n(SiO2)/n(Al2O3)=38）的双功能催化剂的H2产率最高;甲醇重整活性组分中,铜锰尖晶石结构催化组分（CuMn2O4）的双功能催化剂的H2产率最高;煅烧温度对CuMn2O4双功能催化剂的催化效果有明显影响,其中煅烧温度为700 °C时H2产率最高.     

酸处理HZSM-5负载Cu催化剂的制备及其催化性能

用H2SO4对HZSM-5分子筛进行处理,然后作为载体由浸渍法负载Cu制备Cu/HZSM-5催化剂,在富氧条件下考察其对于丙烯选择还原NO反应的催化活性.实验结果表明,用H2SO4处理HZSM-5有利于提高Cu/HZSM-5的催化活性.用3mol/L的H2SO4溶液处理HZSM-5、负载上4%Cu的Cu/HZSM-5活性最高,可以使NO的转化率在275℃时达到99.8%,在600℃时还接近50%.     

担载型钅了催化剂对二氧化碳甲烷化的催化性能

采用水溶液浸渍法制备了多种无机氧化物担载的钅了催化剂，并对其在二氧化碳甲烷化反应中的催化性能作了研究。结果表明，无机氧化物担载的钅了催化剂具有高活性；不同载体担载的体系有如下的活性次序：ＴｉＯ２＞ＺｒＯ２＞海泡石＞Ａｌ２Ｏ３＞ＳｉＯ２；反应条件及第二组份的添加对催化性能均有影响；催化剂作用下的反应活化能大小顺序与活性变化规律相符     

合成吲哚的高效催化剂Cu—Zn—Mn／SiO2

本文制备了以苯胺和乙二醇为原料合成吲哚的一系列铜基催化剂,筛选出了高效催化剂Cu—Zn—Mn／SiO2,并对它们进行了ICP—AES和XRD表征。实验表明,由浸渍法制备的Cu—Zn—Mn／SiO2催化剂,稳定性、活性高于由共沉淀法制备的Cu—Zn—Mn／SiO。催化剂,吲哚收率76．0％。锰对铜和锌有明显的分散作用;铜晶拉越小,活性越高。