炭黑/P123双重模板体系原位组装梯度孔材料

采用炭黑/P123(聚环氧乙烯醚 聚环氧丙烯醚 聚环氧乙烯醚三嵌段聚合物,即EO_20O₇₀EO₂₀,平均相对分子质量5800)双重模板剂,对Y型分子筛前驱体进行组装合成了具有原位梯度孔及高水热稳定性的材料。FT-IR结果表明,组装过程将Y型分子筛的初级和次级结构单元引入分子筛的孔壁之中。BET和TEM结果表明,材料具有相互贯通的梯度孔道(0.39 nm-3.8 nm-6.5 nm-19.9 nm),比表面积693 m²·g^-1,孔容1.89ml·g^-1。在800℃、100％水蒸气处理2 h和4 h后,比表面积保留率分别为80.1%和35.1%,孔容保留率分别为45.0%和25.4%。为重油大分子的催化裂化提供了一种具有潜在应用价值的材料。     

原料中添加天然黏土室温合成介孔分子筛

室温条件下以天然黏土、硅酸钠和氯化铝为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂合成介孔分子筛。用XRD,TEM,FT-IR和N₂物理吸附等手段对所合成的样品进行表征。结果表明：室温条件下添加天然黏土成功合成出介孔分子筛,其比表面积为902 m²·g^-1,平均孔径为3.97 nm。经750℃下焙烧3 h后,样品的比表面积降低,但介孔结构依然存在。在100℃下水热处理15 d后比表面积为776.78 m²·g^-1,平均孔径为4.34 nm,表明添加天然黏土室温下合成出的介孔分子筛具有高的热稳定性和水热稳定性。     

单分散SiO2无孔微球比表面积标准物质的研制

提出一种新型比表面积标准物质的研究思路,即用无孔的单分散SiO₂微球作为比表面积标准物质的材料,它的“真实”比表面积可以通过对其粒径的准确测量,用几何的方法计算出来。这种比表面积标准物质的研制首先要进行单分散SiO₂微球的批量合成;其次是对SiO₂微球进行表面修饰使其表面无孔;再次是对封孔后SiO₂微球的特征尺寸（如粒径、密度）进行测定;最后是进行比表面积的计算和BET测定。实验结果表明：经1000℃灼烧 3h可使SiO₂微球基本不含微孔。采用BET法测量的BET比表面积比它的理论计算比表面积值大,粒径为1150nm、453nm和269nm的SiO₂微球的BET比表面积比它们的理论计算比表面积分别大1.2m²·g^-1、 2.0 m²·g^-1和3.6 m²·g^-1。在这种情况下,计算比表面积值可以作为这类标准物质定值的参考数据。     

单分散SiO2无孔微球比表面积标准物质的研制

提出一种新型比表面积标准物质的研究思路,即用无孔的单分散SiO₂微球作为比表面积标准物质的材料,它的“真实”比表面积可以通过对其粒径的准确测量,用几何的方法计算出来。这种比表面积标准物质的研制首先要进行单分散SiO₂微球的批量合成;其次是对SiO₂微球进行表面修饰使其表面无孔;再次是对封孔后SiO₂微球的特征尺寸（如粒径、密度）进行测定;最后是进行比表面积的计算和BET测定。实验结果表明：经1000℃灼烧 3h可使SiO₂微球基本不含微孔。采用BET法测量的BET比表面积比它的理论计算比表面积值大,粒径为1150nm、453nm和269nm的SiO₂微球的BET比表面积比它们的理论计算比表面积分别大1.2m²·g^-1、 2.0 m²·g^-1和3.6 m²·g^-1。在这种情况下,计算比表面积值可以作为这类标准物质定值的参考数据。     

双电层电容器活性炭电极的优化

通过物理方法对双电层电容器用活性炭电极进行改性实验,探讨了活性炭电极的结构（比表面积、孔径分布、孔容）和性能（比电容、充放电特性）的优化问题.改性后活性炭电极BET比表面积从1739.77 m²•g^-1增至2215.40 m²•g^-1,其中微孔比表面积增幅22％,中孔比表面积增幅35％,孔容积也有20%～30％的增幅量,孔径分布更为合理.优化的活性炭电极结构改善了电极材料的电化学特性,比电容量可达424 F•g^-1,增幅10％.     

金属蜂窝载体表面负载活性氧化铝涂层的研究

采用高温氧化法对合金FeCrAl金属基体进行预处理，使用AlOOH胶浸渍活性涂层，考察了氧化温度、氧化时间、料浆配方、制备条件以及焙烧温度等因素对涂层的影响。利用XRD、SEM、BET和超声波振动等方法研究了样品的表观性能和涂层的结合性能。结果表明，950 ℃氧化10 h的氧化处理可以在金属基体上形成粗糙的表层，增加涂层粘结能力。在料浆的制备过程中，加入添加剂以及提高活性涂层的焙烧温度都可以明显提高涂层与金属载体的结合力,得到的涂层牢固，比表面积达212 m²·g^-1，满足工业应用要求。     

超增溶自组装制备单分散纳米钛硅锆

采用超增溶胶团原位自组装法制备纳米SO₄^2-/ TiO₂-SiO₂-ZrO₂ 固体超强酸。考察原料配比和温度等因素对催化剂性能的影响,采用TEM、XRD和BET等手段对其进行表征。结果表明,形成的纳米粒子分散性好,粒径分布较窄［(10~20) nm］,比表面积（180～280） m²·g^-1,孔容（0.45~0.85） cm3·g^-1,孔径（6.0~9.0） nm,硫酸质量分数9.31%~15.36%,是理想的纳米固体超强酸。     

钒系脱氮催化剂载体堇青石的表面改性研究

采用硅溶胶对堇青石蜂窝陶瓷载体进行表面改性,并在改性载体基础上制备钒系催化剂。考察了扩孔剂六次甲基四胺与微波法对表面改性的影响,评价了钒系催化剂的活性。结果表明,六次甲基四胺的添加与微波法的使用明显改善载体的表面形貌,增大载体的比表面积和平均孔径。当两者共同作用时,载体比表面积及平均孔半径分别可达72.13 m²·g^-1和9.14 nm,反应温度（350～400） ℃时,催化剂的活性最高,脱氮率最高达81.5%。     

水热处理条件对Hβ沸石醚化活性的影响

采用水热处理的方法对Hβ沸石改性,制备出改性Hβ沸石醚化催化剂.在温度70℃、压力0.8 MPa、醇烯摩尔比1.05、空速 1.0 h^-1的反应条件下对改性催化剂进行醚化活性评价.系统考察了水热处理条件对Hβ沸石催化剂醚化活性的影响.结果表明,随着处理苛刻度的增大,催化剂的醚化活性呈现先升后降的趋势.水热处理温度对催化剂活性的影响最大.在300℃、1h、氮气与水蒸气分压比1.0、水空速0.4 h-1的条件下,水热处理提高了Hβ沸石的催化活性,叔碳烯烃的转化率为57.48 ％.水热处理Hβ沸石经酸洗后醚化活性进一步提高,叔碳烯烃的转化率达59.17％.对经过水热处理后的Hβ沸石进行金属Mo改性,叔碳烯烃转化率达到60.81%.     

新型碳质催化剂用于NH3选择性催化还原NOx的研究

以城市污水处理厂剩余污泥为原料制备了一种新型碳质催化剂。通过试验考察了催化剂在NH₃选择催化还原NO中的应用效果。结果表明,催化性能较好，最佳的制备和催化反应条件为：锌铁物质的量比1∶0.5，热解温度750 ℃，反应温度400 ℃，O₂浓度15%。在此条件下，NOx的最大转化率达98.3%。通过考察证明催化剂自身具有一定的还原性能。对催化剂进行了FTIR、TG、SEM和BET分析，结果表明，催化剂具有很丰富的孔结构、活性粒子和表面官能团，比表面积较大，最大可达307 m²·g^-1，分析结果显示具有良好的催化条件。     

高比表面积煤质活性炭的制备与活化机理

以煤为原料,采用KOH活化法制备了高比表面积活性炭,分别考察了活化温度、浸渍比和活化时间等工艺参数对活性炭吸附性能的影响;测试了高比表面积活性炭在-196℃对N₂的吸附等温线、比表面积和孔径分布。结果表明,当活化工艺参数为活化温度900℃,浸渍比4,活化时间1.5 h的条件下可以制得较好的高比表面积活性炭产品,其比表面积为3135 m²·g^-1,孔容为1.72 cm³·g^-1,碘吸附值为2657 mg·g^-1;采用扫描电子显微镜观察了高比表面积活性炭的微观结构,采用气体分析仪检测了活化过程中的尾气成分,提出了高比表面积活性炭的活化机理。     

分子筛对轻汽油醚化反应的催化性能影响

在固定床反应器中研究了不同分子筛催化剂对催化裂化轻汽油和甲醇醚化反应的催化性能。结果表明，Hβ沸石的催化活性远远高于HZSM-5、HY沸石分子筛催化剂，与D005型树脂催化剂的催化活性相当。B和Mo改性对Hβ沸石的催化活性提高较小，水蒸汽处理使Hβ沸石的催化活性有提高。粒径比小于0．023即可消除扩散影响。填加30％的氧化铝粘结剂对Hβ沸石的催化活性没有影响。在最佳的反应条件下，叔碳烯烃转化率可达57．68％。     

基于预沥青烯的有序结构中孔炭及其电化学性能

以预沥青烯为碳源、SBA-15为模板,采用模板法合成了结构有序的中孔炭材料。用XRD、TEM、N₂吸附和电化学工作站等对中孔炭的微观结构及电化学性能进行了研究。结果表明,以预沥青烯为碳源合成的炭材料具有高度有序的二维六方孔道和一定的石墨化程度,它反转复制了模板SBA-15的结构。中孔炭的比表面积为542 m²·g^-1,孔容为0.479 cm³·g^-1,孔径呈单峰分布,集中在3.5 nm左右。这种预沥青烯基中孔炭作为电化学电容器电极材料,显示出良好的性能,在1 mA的电流强度下其单电极质量比电容高达310 F·g^-1。     

Alkylation of benzene with 1-butylene over β-zeolite modified by Fe or La

在小型固定床反应器上研究了Fe、La改性β沸石催化苯和正丁烯的烷基化反应,考察了金属负载量以及反应温度、进料质量空速比等工艺条件对改性β沸石催化性能的影响。采用XRD、BET、NH₃-TPD和TG-DTA等表征手段研究了Fe、La改性β沸石催化性能提高的机理。研究表明,Fe、La改性后β沸石表面的强、弱酸量都明显下降,相比较而言,La改性β沸石拥有较强的表面酸性,在催化苯和正丁烯的烷基化反应中显示出了更好的催化性能,具有更强的抗积炭能力,这也与BET和TG-DTA的结果一致。在以20%La/β沸石为催化剂、反应温度180℃、苯的进料空速1.2 h^-1、正丁烯的进料空速0.6 h^-1、反应6 h条件下,正丁烯的转化率为87.9%,仲丁基苯的选择性为88.2%。     

Fe、La改性β沸石催化苯/正丁烯烷基化反应

在小型固定床反应器上研究了Fe、La改性β沸石催化苯和正丁烯的烷基化反应,考察了金属负载量以及反应温度、进料质量空速比等工艺条件对改性β沸石催化性能的影响。采用XRD、BET、NH₃-TPD和TG-DTA等表征手段研究了Fe、La改性β沸石催化性能提高的机理。研究表明,Fe、La改性后β沸石表面的强、弱酸量都明显下降,相比较而言,La改性β沸石拥有较强的表面酸性,在催化苯和正丁烯的烷基化反应中显示出了更好的催化性能,具有更强的抗积炭能力,这也与BET和TG-DTA的结果一致。在以20%La/β沸石为催化剂、反应温度180℃、苯的进料空速1.2 h^-1、正丁烯的进料空速0.6 h^-1、反应6 h条件下,正丁烯的转化率为87.9%,仲丁基苯的选择性为88.2%。     

制备条件对SO42－/ZrO2-Dy2O3-HZSM-5催化剂结构性能的影响

实验室制备了SO₄^2－/ZrO₂-Dy₂O₃-HZSM-5（SZDH）固体超强酸复合分子筛催化剂。以柠檬酸与正丁醇的酯化反应为探针，采用Hammett指示剂法、BET、XRD和SEM等多种表征技术研究了不同SO₄^2－促进剂及其含量和焙烧温度对催化剂结构性能的影响。结果表明，以(NH₄)₂SO₄作为SO₄^2－促进剂、SO₄^2－质量分数为10％、550 ℃下焙烧制得的催化剂具有较强的酸性，比表面积达344 m²·g^－1，催化剂中的ZrO₂主要呈四方晶相，柠檬酸转化率高达97.7％。     

活性炭纤维负载TiO2光催化降解甲醛研究

用浸渍-提拉法将TiO₂负载到活性炭纤维(ACF)上,在254 nm的紫外光源下,利用复合材料进行吸附光催化氧化甲醛气体动态实验研究。结果表明,甲醛的降解率随进口气量的增加有所下降;随TiO₂负载质量分数的增加,复合材料的比表面积由830 m²·g^-1降低到128.31 m²·g^-1;反应温度升高,去除率下降;当湿度小于40%时,随着湿度的增加,甲醛去除率增大;湿度继续增加时,光催化反应速率反而降低;活性炭负载TiO2光催化降解甲醛过程长时间使用会产生催化剂失活。     

改性交联蒙脱土催化合成乙酸丁酯

对交联蒙脱土酸处理产物进行了X射线衍射、电镜和比表面积分析。当酸化浓度为15%时,d₀₀₁=1.25 nm,比表面积229 m²·g^-1。用合成的酸化交联蒙脱土作催化剂,以正丁醇和冰醋酸直接酯化合成乙酸丁酯,用正交试验方法探索了合成的较佳工艺条件,结果表明,当酸化浓度为15%时,催化活性最高,当n(醇)∶n(酸)=1∶1.3,w(催化剂)=3%,反应时间 2.5 h,醇的酯化率达到98%以上。     

肼分解用块状Al2O3载体的研制

利用pH摆动沉淀法由铝盐与氨水反应, 加入高聚物作扩孔剂，球磨，烘干并加入助熔剂后，进行压制成型和焙烧，制备出大孔径、宽分布和侧压强度大的块状载体Al₂O₃，其比表面积约（50～70 ）m²·g^-1，平均孔径4.6 μm，孔隙率可达49.5％，孔容不小于1.8 mL·g^-1，轴向抗压碎强度(90～118) N·cm^-2，侧压强度(40～60) N·cm^-1。由块状载体制备出肼类分解催化剂。     

TiO2纳米管的制备及对O3的催化性能

用水热法制备了高比表面积的TiO₂纳米管,通过TEM、XRD及BET进行物化表征,试验得到外径5～7 nm、壁厚1 nm左右、长200～300 nm、比表面积276 m²·g^-1的锐钛型TiO₂纳米管。试验考察了TiO₂纳米管的吸附性能及对O₃的催化性能和本征反应动力学,结果显示：60 min时O₃/UV/TiO₂纳米管较O₃/UV/P25和O₃/UV对垃圾渗滤液的COD去除率分别提高了20.83%和32.65%;293 K时0.5 g TiO₂纳米管对COD的最大吸附量为P25的1.34倍,对COD去除率贡献为10.14%; 2 h内O₃/UV/TiO₂纳米管工艺的总反应表观速率常数k分别是O₃/UV/P25工艺的1.19倍和O₃/UV工艺的1.80倍;得出两种催化工艺k-T关系方程,反应表观活化能E_a,nanotube比E_a,P25降低了2.925 kJ·mol^-1。