高纯γ-Al_2O_3粉体的制备及性能

以高纯硫酸铝铵为原料,热解制备了高纯γ-Al_2O_3粉体。利用X衍射分析、扫描电镜、差热失重、比表面积、粉体粒度、白度分析技术对高纯硫酸铝铵的热解过程及热解制备的高纯γ-Al_2O_3性能进行了研究。结果表明:随着热解温度的升高,高纯硫酸铝铵的热解过程为2NH4Al(SO_4)_2·12H_2O→Al_2(SO_4)_3→γ-Al_2O_3→α-Al_2O_3,在1200℃时转变为α-Al_2O_3,高纯γ-Al_2O_3获得温度范围为900~1100℃,在此温度范围内随温度的升高,高纯γ-Al_2O_3的比表面积和粒度都逐渐减小,分别从900℃的154.4m~2/g和35.39μm降低至1100℃的126.4m~2/g和26.08μm,而白度值逐渐增大,从900℃的92.8增大到1100℃的96.7。     

自组装低负载量Pd/γ-Al2O3催化剂催化氧化甲苯

以PdCl_2和Pd2(dba)3[三(二亚苄基丙酮)二钯]为前驱体,通过浸渍法、沉积沉淀法和自组装法分别制备了负载量(质量分数,下同)为0.03%的Pd/γ-Al_2O_3-IM、Pd/γ-Al_2O_3-DP和Pd/γ-Al_2O_3-SA催化剂用于催化氧化甲苯。在甲苯体积分数为0.1%、空速(SV)为18000 m L/(g·h)条件下,Pd/γ-Al_2O_3-SA催化剂上甲苯实现98%转化率的温度(T98)为220℃,比Pd/γ-Al_2O_3-DP和Pd/γ-Al_2O_3-IM分别降低了40和75℃。通过N2吸附-脱附、XRD、TEM、XPS和H2-TPR对催化剂进行了表征。结果表明:自组装法制备的Pd/γ-Al_2O_3-SA催化剂的比表面积(345 m2/g)和孔体积(0.52 cm3/g)最大,Pd纳米粒子(Pd NPs)平均粒径最小(5.0 nm),活性物种主要以Pd O的形式高度分散于载体γ-Al_2O_3表面。此外,Pd O与载体γ-Al_2O_3之间的强相互作用(SMSI)促进了其催化氧化甲苯的活性。     

明矾石还原过程动力学研究之四—以还原明矾石为催化剂用H_2还原SO_2的动力学研究

一、前言本文系明矾石还原过程动力学研究的组成部分。主要研究以还原明矾石为催化剂,用H_2还原SO_2的反应动力学。脱水明矾石的还原过程存在着自催化反应,即反应生成的Al_2O_3及铁的化合物具有催化作用。当用半水煤气为还原剂时,其主要反应如下: K_2SO_4·Al_2(SO_4)_3·2Al_2O_3 3H_2=K_2SO_4 3Al_2O_3 3H_2O 3SO_2 (1) K_2SO_4·Al_2(SO_4)_3·2Al_2O_3 3CO=K_2SO 4 3Al_2O_3 3CO_2 3SO_2 (2)(?) (3)(?) (4)     

MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化臭氧氧化苯酚废水

以γ-Al_2O_3为载体,Mn(NO_3)_2·4H_2O为前驱体,制备MnO_2/γ-Al_2O_3非均相负载型催化剂。以臭氧为氧化剂,MnO_2/γ-Al_2O_3为催化剂,催化臭氧氧化降解100 mg/L的苯酚模拟废水,考察活性组分负载量、焙烧温度、焙烧时间对催化臭氧降解苯酚的影响。结果表明,锰负载量10%,焙烧温度500℃,焙烧时间5 h为MnO_2/γ-Al_2O_3催化剂较佳的制备方案。将其应用到高碱性苯酚溶液中,在臭氧浓度为0.96 mg/L,催化剂用量为2 g/L,温度25℃,反应60 min时,苯酚和COD的去除率分别达到97.6%和71.8%,催化活性较好。     

纳米级SO_4~(2-)/γ-Al_2O_3型固体超强酸催化剂的制备与表征

以γ-Al_2O_3为载体,(NH_4)_2SO_4为浸渍液,考察不同浸渍液浓度、浸渍时间、焙烧温度条件下制备SO_4~(2-)/γ-Al_2O_3催化剂,并对所得催化剂进行红外光谱分析。以催化乙酸和正丁醇为探针反应,得到催化性能最佳的制备条件,最后通过FT-IR、比表面积测定、SEM、XRD、TG等对SO42-/γ-Al_2O_3的结构和催化活性进行了表征分析。     

CuO-CeO_2/MO_x-Al_2O_3催化剂催化CO氧化性能的研究

以拟薄水铝石为前驱体,经高温焙烧得到γ-Al_2O_3载体,利用Ce、La、Zr助剂对载体进行改性,然后采用等体积浸渍法制备CuO-CeO_2/MO_x-Al_2O_3催化剂,通过N_2-吸附脱附、SEM、H_2-TPR、CO氧化活性评价等方法,考察助剂种类以及添加量对催化剂结构及催化CO氧化性能的影响。结果表明,以CeO_2为助剂,且添加量为15%(即m_(CeO_2)/m_(γ-Al_2O_3)=15%)时,CuO-CeO_2/CeO_2-Al_2O_3催化剂具有较高的分散度,较多的表面CuO物种,较好的氧化还原性能,进而提高了催化CO氧化性能。在反应温度为100℃,反应压力为常压,气相体积空速为2 000 h^(-1),原料气中CO含量为3%的条件下,CuO-CeO_2/CeO_2-Al_2O_3催化剂上CO转化率达47.4%。     

Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂的制备及活性评价

分别以Ni(NO_3)_2·6H_2O和γ-Al_2O_3为二价和三价阳离子源,采用尿素水解法在γ-Al_2O_3载体上合成Ni-Al-LDH水滑石结构,并对其进行了XRD和FT-IR表征。以此为前驱体通过高温焙烧制得Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂。与等体积法制备的Ni/γ-Al_2O_3催化剂相比,Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂在甲烷干重整中不仅具有更高的催化活性,而且能够在一定程度上抑制逆水煤气反应。在反应温度为800℃,空速为48L·g~(-1)·h~(-1)的条件下,反应20h未失活,Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷和二氧化碳转化率较Ni/γ-Al_2O_3催化剂约高8%。     

γ-Al_2O_3负载型多胺基离子液体对CO_2的吸附特性

以γ-Al_2O_3载体,采用浸渍-蒸发法制备负载型多胺基离子液体(X[BF_4]/γ-Al_2O_3,X=[EDTAH]、[DETAH]、[TETAH]、[TEPAH]),以CO_2摩尔吸附量和平均CO_2吸附速率为评价指标,优选出对CO_2吸附效果最优的[TETAH][BF_4]/γ-Al_2O_3负载型离子液体,其对CO_2的吸附容量和平均吸附速率分别达到0.886 mmol CO_2/(g·SILs)和5.907×10~(-2)mmol CO_2/[(g·SILs)·min],进一步考察在不同温度、气体流量和负载比条件下该负载型离子液体对CO_2的吸附特性。结果表明,多胺基离子液体和载体共同影响着负载型离子液体对CO_2的吸附性能;[TETAH][BF_4]/γ-Al_2O_3吸附CO_2的最佳条件为负载比0.5:1~1:1、气体流量100 mL/min、温度60℃。     

CuO-CeO_2/MO_x-Al_2O_3催化剂催化CO氧化性能的研究

以拟薄水铝石为前驱体,经高温焙烧得到γ-Al_2O_3载体,利用Ce、La、Zr助剂对载体进行改性,然后采用等体积浸渍法制备CuO-CeO_2/MO_x-Al_2O_3催化剂,通过N_2-吸附脱附、SEM、H_2-TPR、CO氧化活性评价等方法,考察助剂种类以及添加量对催化剂结构及催化CO氧化性能的影响。结果表明,以CeO_2为助剂,且添加量为15%(即m_(CeO_2)/m_(γ-Al_2O_3)=15%)时,CuO-CeO_2/CeO_2-Al_2O_3催化剂具有较高的分散度,较多的表面CuO物种,较好的氧化还原性能,进而提高了催化CO氧化性能。在反应温度为100℃,反应压力为常压,气相体积空速为2 000 h~(-1),原料气中CO含量为3%的条件下,CuO-CeO_2/CeO_2-Al_2O_3催化剂上CO转化率达47.4%。     

Ag/CeO2-Al2O3催化剂的制备及催化氧化甲醛性能研究

以Al_2O_3和CeO_2-Al_2O_3载体,制备了x%Ag/CeO2-Al_2O_3(x=0.5%、1%和2%)催化剂,并用于催化氧化甲醛。研究发现:Ag的含量对催化剂催化氧化甲醛性能的影响显著,当Ag为1%时,催化剂1%Ag/CeO_2-Al_2O_3在60℃可以将甲醛完全氧化成H_2O和CO_2。H2-TPR和O2-TPD表征揭示:催化剂的低温还原能力和丰富的表面活性氧物种提高了催化剂催化氧化甲醛的性能。     

KF/γ-Al_2O_3催化正丁醛合成2-乙基-2-己烯醛的研究

以正丁醛为原料,KF/γ-Al_2O_3为催化剂合成2-乙基-2-己烯醛(异辛烯醛)。对生成的产物2-乙基-2-己烯醛进行气相色谱-质谱分析。并采用浸渍法利用七种不同形貌的γ-Al_2O_3(三叶草1#、三叶草2#、三叶草3#、球系列1#、球系列2#、球系列3#、球系列4#)制备KF/γ-Al_2O_3。考察了Al_2O_3的BET、KF/γ-Al_2O_3的BET、KF/γ-Al_2O_3的XRD。     

低温深度脱除液相丙烯中微量CO负载型催化剂的研究

以廉价的拟薄水铝石为原料,采用等体积浸渍法,制备负载型CuO-MOx-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,通过XRD、N2-吸附脱附、H_2-TPR、CO-TPD等表征,考察了载体焙烧温度、助剂改性(Co、Zn、Fe、Zr)及组分相互作用对CO脱除性能的影响。结果表明,拟薄水铝石经400~800℃焙烧后为γ-Al_2O_3晶相,随着焙烧温度的升高,孔径分布集中度降低,逐渐向中孔方向移动,750℃焙烧制得样品的还原性能最优,CO催化活性最高;添加过渡金属助剂,Co有利于催化剂还原性能和CO吸附性能提高,CuO、CeO_2、Co_3O_4组分间的相互协同作用,共同促进了CO催化氧化性能的提高。优化得到的CuO-Co_3O_4-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,在30℃、3.0MPa的工况条件下,可将液相丙烯中的CO含量由10.0×10~(-6)脱除低至9.0×10~(-8),连续反应1500min,稳定性良好,具有较好的工业应用前景。     

利用6210净水剂去除Al_2O_3生产用水中的SO_4~(2-)

本文概述了化工冶金生产Al_2 O_3,对供水SO_4~(2-)含量尽可能低的特殊要求;介绍了所研制的新净水剂6210的脱硫特性。试验表明,投加6210 1.75g/l,在室温下搅拌反应30min,供水SO_4~(2-)可由860mg/l降到150mg/l、Ca~(2+)含量从280mg/l降到150mg/l。     

低温深度脱除液相丙烯中微量CO负载型催化剂的研究

以廉价的拟薄水铝石为原料,采用等体积浸渍法,制备负载型CuO-MOx-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,通过XRD、N2-吸附脱附、H_2-TPR、CO-TPD等表征,考察了载体焙烧温度、助剂改性(Co、Zn、Fe、Zr)及组分相互作用对CO脱除性能的影响。结果表明,拟薄水铝石经400⁸00℃焙烧后为γ-Al_2O_3晶相,随着焙烧温度的升高,孔径分布集中度降低,逐渐向中孔方向移动,750℃焙烧制得样品的还原性能最优,CO催化活性最高;添加过渡金属助剂,Co有利于催化剂还原性能和CO吸附性能提高,CuO、CeO_2、Co_3O_4组分间的相互协同作用,共同促进了CO催化氧化性能的提高。优化得到的CuO-Co_3O_4-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,在30℃、3.0MPa的工况条件下,可将液相丙烯中的CO含量由10.0×10800℃焙烧后为γ-Al_2O_3晶相,随着焙烧温度的升高,孔径分布集中度降低,逐渐向中孔方向移动,750℃焙烧制得样品的还原性能最优,CO催化活性最高;添加过渡金属助剂,Co有利于催化剂还原性能和CO吸附性能提高,CuO、CeO_2、Co_3O_4组分间的相互协同作用,共同促进了CO催化氧化性能的提高。优化得到的CuO-Co_3O_4-CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,在30℃、3.0MPa的工况条件下,可将液相丙烯中的CO含量由10.0×10^(-6)脱除低至9.0×10(-6)脱除低至9.0×10^(-8),连续反应1500min,稳定性良好,具有较好的工业应用前景。     

Cu-ZnO/γ-Al2O3与B205联合用于甲醇水蒸气重整制氢工艺

采用等体积分步浸渍法以Cu为活性组分,ZnO为助剂,Al_(2)O_(3)为载体,制备Cu-ZnO/γ-Al_(2)O_(3)催化剂,并将Cu-ZnO/γ-Al_(2)O_(3)催化剂与工业催化剂B205联合应用于甲醇水蒸气重整制氢工艺,考察反应床层温度、液空速和水醇比对氢产率的影响,并利用XRD及TPR对催化剂的结构、还原温度进行表征。结果表明,联合使用Cu-ZnO/γ-Al_(2)O_(3)与B205制氢催化剂对甲醇水蒸气重整制氢表现出较好的稳定性,在反应床层温度245℃、液空速0.36 h-1和水醇物质的量比4.0条件下,氢产率为2.5216 mol·mol^(-1)。     

中空花状γ-Al_2O_3纳米球合成及去除水中硒研究

采用低成本、环境友好的化合物,以微波辅助溶剂热法合成了中空花状γ-Al_2O_3纳米球,并研究去除水中的硒。结果表明,所得γ-Al_2O_3纳米球具有大的比表面积,表面有丰富的羟基。γ-Al_2O_3纳米球对硒具有优良的吸附性能,去除效果为Se(IV)Se(VI);溶液初始pH对去除Se(IV)和Se(VI)的影响较大,酸性条件更有利于Se(IV)和Se(VI)的去除,吸附Se(IV)和Se(VI)的适宜pH为2～5.8。吸附Se(IV)和Se(VI)的最大容量分别为17.31、8.51 mg/g,所需反应的平衡时间分别为18、2 h。SO_4~(2-)对硒吸附的影响大于Cl~-对硒吸附的影响。中空花状γ-Al_2O_3纳米球低成本、高比表面积、高的吸附能力的优点,可应用于含硒地下水或者工业废水的处理。     

CeO_2表面氧化转移FCC烟气中SO_2的反应过程

为提高Ce基脱硫助剂对石油加工过程中流化催化裂化(FCC)烟气深度脱硫效果,采用实验与密度泛函理论(DFT)探究了SO_2、O_2在CeO_2表面的反应过程。通过60℃、200℃反应温度下SO_2、O_2与Ce O_2的反应,对反应前后CeO_2样品的XRD、IR、XPS谱图比较分析,探索S、Ce的价态变化和相对含量转变规律,从而推测SO_2可能的反应路径。基于密度泛函理论模拟构造了O_2单分子和SO_2、O_2双分子在CeO_2(111)和Mg Al_2O_4(111)O空位表面可能产生的吸附构型;利用LST/QST方法搜索SO_2氧化反应过程,计算各步反应能垒。结果表明Ce O_2(111)相比MgAl2O_4(111)具有更好的SO_2催化效果,其中CeO_2在反应中起到了晶格O传递作用,并进一步推断SO_3的脱附过程是整个反应的速率控制步骤。     

KF/K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化合成香豆素-3-羧酸

以水杨醛和丙二酸二乙酯为原料,KF/K_2CO_3/γ-Al_2O_3为催化剂,催化合成香豆素-3-羧酸乙酯,再经皂化、酸解环合合成香豆素-3-羧酸.考察了催化剂用量、水杨醛与丙二酸二乙酯摩尔比、反应时间等因素对香豆素-3-羧酸收率的影响.结果表明,KF/K_2CO_3/γ-Al_2O_3具有良好的催化活性,较佳工艺条件为:水杨醛4.88 g(0.04 mol),n(水杨醛),n(丙二酸二乙酯)=1:1.25,KF/K_2CO_3/γ-Al_2O_3 2.0 g(KF 3.74 mmol),无水乙醇20 mL,反应1.5 h,香豆素-3-羧酸的平均收率达到92%以上.     

富Al2O3区域Al2O3—Na2O—CaO—SrO系固态反应的研究

本文,用理学X-射线衍射仪研究了富Al_2O_3区域Al_2O_3-Na_2O-CaO-SrO系的固态反应。实验结果表明,煅烧过程固态反应的最终物相组成为Na_2O·11Al_2O_3、CaO·6Al_2O_3、SrO·6Al_2O_3与α-Al_2O_3共存。     

溶胶组成对氧化铝纤维微观结构及性质的影响

以氯化铝和铝粉为铝源,水为溶剂,乙醇为辅助溶剂,采用溶胶-凝胶结合静电纺丝方法,制备了柔性γ和α氧化铝纤维,研究了溶胶中铝单体和Al_(13)组成情况对氧化铝纤维微观结构、物相转变和隔热性能的影响。溶胶中Al_(13)含量较多能推迟纤维的物相转变,使γ-Al_2O_3纤维的气孔和组成颗粒增大,降低γ-Al_2O_3纤维的比表面积,降低γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3纤维的导热系数。S4组γ-Al_2O_3和α-Al_2O_3纤维的导热系数仅为0.08087和0.1251 W/m·k。研究表明,溶胶中较高的Al_(13)含量有利于提高纤维材料的隔热性能。