ZrO2-Al2O3复合氧化物催化反应精馏合成碳酸二甲酯

采用共沉淀法制备了一系列不同Al₂O₃含量的ZrO₂-Al₂O₃复合氧化物,并在催化精馏实验装置中考察了该催化剂在碳酸丙烯酯（PC）与甲醇酯交换制备碳酸二甲酯（DMC）过程中的催化性能。通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、CO₂程序升温脱附（CO₂-TPD）和NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）等手段对所制备的催化剂进行了表征。结果表明,催化剂表面存在的酸碱性位点是制约PC与甲醇酯交换性能的重要因素。复合氧化物中Al₂O₃含量可以有效调控催化剂的结构特征和表面的酸碱性质,不同于ZrO₂或Al₂O₃单金属催化剂,复合氧化物ZrO₂-Al₂O₃在合成过程中形成了稳定的固溶体结构,导致催化剂表面弱酸量增加,并产生了强碱位点。数据分析表明,催化剂表面的强碱和弱酸含量高时,其催化活性高,说明该反应具有酸碱协同催化作用。当Zr/Al比为1时,弱酸和强碱量均达到最大值,PC的转化率和DMC选择性可达到98.14%和99.96%。催化剂在经过12次循环使用后依旧保持较高的活性,具有良好的结构稳定性。     

ZrO2/SiO2复合溶胶稳定性的实验研究

以硅酸乙酯和氧氯化锆为先驱体，制备了ZrO2／SiO2复合溶胶，重点考察了ZrO2的摩尔含量、添加剂DMF和TEABr、陈化温度对ZrO2／SiO2复合溶胶稳定性的影响。结果表明：氧氯化锆的存在不利于ZrO2／SiO2复合溶胶的稳定，且随着氧氯化锆摩尔百分含量的增加，溶胶易于凝胶；随着陈化温度的升高，凝胶时间变短；DMF能明显延长ZrO2／SiO2复合溶胶的凝胶时间；当0．4〈n（TEABr）／n（TEOS）〈1时，TEABr能提高溶胶的稳定性。     

复合氧化物固体超强酸SO^2—4／WO3—ZrO2的制备和分析

制备系列复合氧化物固体超强酸ＳＯ＾２－４／ＷＯ３－ＺｒＯ２以流动的Ｈａｍｍｅｔｔ指示剂法测定其酸工,用Ｘ射线衍射法,差热－热重法,吸附吡啶ＩＲ等方法对其酸强度,物相结构与焙烧温度,钨锆原子比的相关性进行分析,结果表明：ＳＯ＾２－４与ＷＯ３的加入,延迟了ＺｒＯ２晶化,稳定了介稳的四方晶相,有利于超强酸中心的形成,该超强酸有Ｌｅｗｉｓ和Ｂｒｏｎｓｔｅｄ两种酸中心。     

纳米复合氧化物催化剂研究进展

由于纳米材料催化剂具有独特的结构及表面特性，特别是纳米复合氧化物催化剂具有氧化物催化剂的复合效果及性能，因而其催化活性和选择性大大高于传统催化剂。综述了纳米复合氧化物催化剂的特性及制备方法，介绍了国内外纳米复合氧化物催化剂的应用研究状况，如在催化加氢、催化氧化、聚合反应和环境保护等方面的应用实例及研究成果。     

Al2O3-SiO2-TiO2一ZrO2复合陶瓷膜的制备与表征

采用Sol—Gel法制备出掺杂SiO2，TiO2及ZrO2改性的γ-Al2O3膜，并通过SEM，EPMA，AFM等测试手段对膜结构和性能进行表征。探讨了制膜工艺条件对膜性能及结构的影响。制备的Al2O3复合膜膜厚为1—2μm，结构均匀无缺陷。     

ZrO2-SiO2二元系统平面光波导薄膜的制备与性能表征

应用溶胶-凝胶技术,以TEOS与ZrOCl2·8H2O为先驱体,研制了用于有源光波导基质材料的ZrO2-SiO2二元系统薄膜,探明了ZrO2-SiO2二元系统薄膜折射率、厚度与薄膜组分、匀胶速度、陈化时间、热处理温度的内在关系,实现薄膜厚度和薄膜折射率在一定范围内的连续可调,为研制一类新型的光通信窗口有源光波导材料提供了基质材料.     

水热法制备ZrO2及其复合粉体的研究进展

随着电子和新材料工业的发展,纳米氧化锆及其复合粉体的应用越来越广泛.与纳米ZrO2传统湿化学制备方法相比,显示了水热法制备的优点.水热法包括水热晶化、水热沉淀、水热氧化和微波水热等.论述了水热法制备纳米ZrO2及其复合粉体的各种方法及研究进展,指出了水热法发展方向及所需解决的问题.     

S2O82-/ZrO2-SiO2催化合成柠檬酸三丁酯

以S2O82- /ZrO2-SiO2固体酸为催化剂,以柠檬酸、正丁醇为原料合成柠檬酸三丁酯,考察了影响反应酯化率的各种因素,确定了反应的最佳条件。实验表明:当n(Zr):n(Si)=1:13时,催化剂用量为0.75g,醇酸比为1∶4,反应温度140℃,反应时间3.5h,柠檬酸的转化率可达98.3%。     

ZrO2-Al2O3复合氧化物对负载Ni基催化剂合成甲烷的性能影响

采用并流沉淀法制备了不同配比的ZrO2-Al2O3复合氧化物,并通过浸渍法制备了10% Ni/ZrO2-Al2O3催化剂,考察了复合氧化物载体的水热稳定性及ZrO2与Al2O3的配比对合成气制甲烷Ni基催化剂性能的影响。研究结果表明：ZrO2的添加能在一定程度上抑制Al2O3的水解反应,这可能是ZrO2与Al2O3形成固溶体所致。随着ZrO2含量增加,复合氧化物载体的水热稳定性先降低后升高,当ZrO2与Al2O3质量比为0.24时,载体的水热稳定性最好。不同配比的ZrO2-Al2O3复合氧化物负载Ni基催化剂的稳定性与载体的水热稳定性变化是一致的,说明载体的抗水热能力增强,催化剂结构更稳定,催化剂的活性稳定性相应增加。     

S2O2-8/ZrO2-SiO2催化合成乳酸正丁酯

对以S2O2－8/ZrO2-SiO2为催化剂催化合成乳酸正丁酯的方法进行了研究,得出其最佳工艺条件为：催化剂原料配比n(Zr)∶n(Si)=1∶15,醇酸物质的量的比为4.5∶1,催化剂用量1.0 g,乳酸用量为0.083 mol的情况下,反应时间为3.0 h,酯化率可达97.3 %。催化剂可重复使用6次以上。     

Ni/ZrO2-SiO2催化剂催化乙酰丙酸加氢合成γ-戊内酯

分别以ZrO₂、SiO₂及ZrO₂-SiO₂复合氧化物为载体,采用等体积浸渍法制备了Ni含量为10%（质量分数）的催化剂,考察了其催化乙酰丙酸液相加氢性能。采用N₂-物理吸附、NH₃-TPD、H₂-TPR、XRD、TEM等表征手段对催化剂进行了表征。研究结果表明,在所制备的催化剂上,乙酰丙酸先经C=O加氢生成4-羟基戊酸,后者快速脱水酯化为γ-戊内酯。Ni/ZrO₂-SiO₂催化剂较Ni/ZrO₂与Ni/SiO₂催化剂具有高的金属分散度和丰富的表面酸性中心,表现出高的C=O加氢活性以及优异的乙酰丙酸加氢合成γ-戊内酯性能。在反应温度为200℃,氢气压力4 MPa的反应条件下,乙酰丙酸的转化率达到100%,γ-戊内酯的选择性大于99.9%。     

S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸催化剂的研制

通过沉淀-浸渍法制备一系列S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸催化剂,用乙酸和异丁醇的酯化反应研究了制备条件对催化剂活性的影响.实验结果表明,当n(Zr):n(Si)=1:3时,催化剂对乙酸和异丁醇的酯化反应具有很高的催化活性.同时用XRD、SEM、IR和化学分析等手段分析了S2O82-/ZrO2-SiO2固体超强酸催化剂的晶化过程、比表面积、含硫量.     

钛硅复合氧化物介孔材料在光催化降解罗丹明B中的应用

采用溶胶凝胶法以硫酸氧钛和水玻璃为前驱体制备二氧化钛-二氧化硅复合氧化物，利用XRD、SEM、TEM、BET、激光粒度仪、紫外-可见光谱等测试方法对二氧化钛-二氧化硅复合氧化物材料进行了测试分析，考察了制备条件对二氧化钛-二氧化硅复合氧化物材料的晶相、形貌、孔结构、粒度等物理性质的影响规律，并对其在紫外光区降解罗丹明B（RhB）溶液的性能进行了研究。结果表明：二氧化钛-二氧化硅复合氧化物具有优良的催化活性，其光催化活性明显优于市售的P25二氧化钛，焙烧温度对催化剂性能影响最大。     

固体酸S2O2-8/ZrO2-SiO2催化合成马来酸二辛酯

用S2O8^2-浸渍锆硅复合氧化物，制得固体酸催化剂S2O8^2-／ZrO2-SiO2。用马来酸酐与正辛醇的酯化反应考察了催化剂的活性，并与硫酸、对甲苯磺酸等催化剂的催化效果比较。结果表明：对于给定反应，S2O8^2-对ZrO2-SiO2的促进作用明显高于S24^2-；当n(Zr)：n(Si)为l：6，用硝酸铵作硅酸钠的沉淀剂，用0．7mol/L，的过硫酸铵浸渍12h，在550℃下焙烧3h制得的催化剂S2O8^2-／ZrO2-SiO2具有最高的催化活性，用于催化马来酸酐和正辛醇的酯化反应，可得无色透明的酯化产物，3h内酯化率达98．4％，较S2O8^2-／ZrO2-SiO2催化剂的酯化率提高了约18％．     

Microstructure of rapidly-quenched ZrO2-SiO2 glass-ceramics fabricated by container-less aerodynamic levitation technology

In this work, an aerodynamic levitation technology (ALT) was utilized to prepare ZrO₂-SiO₂ glass-ceramics with two different ZrO₂ contents, that is, 35 mol% and 50 mol%. The glass-ceramics were partially melted at ∼2000°C or fully melted at ∼3000°C by ALT, followed by rapid quenching to obtain spherical glass-ceramic beads. The phase compositions and microstructures of the glass-ceramics were characterized. Crystallization of ZrO₂ occurred during the solidification process and ZrO₂ content, processing temperature, and the addition of yttrium (3 mol%) affected the crystalline phase of ZrO₂. No ZrSiO₄ or crystalline SiO₂ were formed during the solidification process and the glass-ceramics were away from thermodynamic equilibrium due to rapid quenching. The glass-ceramics showed a microstructure of irregular-shaped ZrO₂ micro-aggregates embedded in an amorphous SiO₂ matrix, with lamellar twins and lattice defects formed within ZrO₂ crystals. For samples prepared at ∼3000°C, a liquid-liquid phase separation occurred in the melt, which eventually resulted in the formation of large and irregular-shaped ZrO₂ aggregates. In comparison, for samples prepared at ∼2000°C, pre-existed ZrO₂ crystals formed during heating acted as nucleation sites during the cooling process, followed by grain growth to form large ZrO₂ aggregates. Solidification and microstructure formation mechanisms were proposed to elucidate the solidification process during rapid cooling and the microstructure of the glass-ceramics obtained.     

Observation of yttrium oxide segregation in a ZrO2-SiO2 glass-ceramic at nanometer dimensions

Dopant segregation at grain boundaries (GBs) in ceramics has been widely reported, while whether similar segregation behavior occurs in glass-ceramics remains unknown. The distribution of dopant in glass-ceramics may be totally different due to the existence of glass phase. This study examines the distribution of Y³⁺ ions in a ZrO₂-SiO₂ glass-ceramic. Two samples were prepared by hot pressing, yttrium oxide-doped, and undoped 65 mol% ZrO₂-35 mol% SiO₂ nanocrystalline glass-ceramics (NCGCs). The NCGCs had the same microstructure, that is, ZrO₂ nanoparticles (NPs) embedded in an amorphous SiO₂ matrix. XRD results showed that the undoped NCGC was composed of 20.9 wt% (weight percentage) monoclinic ZrO₂ (m-ZrO₂) and 79.1 wt% tetragonal ZrO₂ (t-ZrO₂), while the yttrium oxide-doped NCGC was composed of 9.6 wt% m-ZrO₂ and 90.4 wt% t-ZrO₂. X-ray energy-dispersive spectrometry (EDS) results in scanning electron transmission microscopy (STEM) mode demonstrated that Y³⁺ ions segregated both on the surface of ZrO₂ NPs and within the thin intergranular glass film (with a thickness of approximately 7 Å) between ZrO₂ NPs in the yttrium oxide-doped NCGC. Interestingly, no obvious Y signals were detected in the amorphous SiO₂ matrix. Density functional theory calculation results showed that Y³⁺ ions had a strong segregation tendency in the GB area and the segregation of Y³⁺ ions increased the work of separation of GB layer. These findings provide new understanding of the segregation behavior of dopant in glass-ceramics, which may offer useful guidance for other researchers to tailor the properties of glass-ceramics through GB engineering.     

非晶态TiO2-SiO2复合氧化物合成及其汽油氧化脱硫性能

采用沉淀法制备不同TiO₂含量的TiO₂-SiO₂复合氧化物,并用XRD、FT-IR、UV-VIS及TEM对样品进行表征,结果表明,TiO₂-SiO₂复合氧化物为非晶态结构。以过氧化氢-乙酸作为氧化体系,TiO₂-SiO₂复合氧化物为催化剂,考察TiO₂含量、反应温度、反应时间、过氧化氢用量和催化剂用量对汽油催化氧化脱硫效果的影响。结果表明,TiO₂质量分数为40%的TiO₂-SiO₂复合氧化物催化汽油氧化脱硫效果最好,在汽油用量10 g、冰醋酸用量0.5 mL、30%过氧化氢用量0.6 mL、催化剂用量为汽油质量的4%、反应时间60 min和反应温度40 ℃最佳条件下,汽油脱硫率为78%。     

复合纳米固体超强酸SO4^2-／ZrO2-Al2O3-SiO2的制备及催化合成乙酸戊酯的研究

制备了纳米级复合固体超强酸SO4^2-／ZrO2-Al2O3-SiO2催化剂,研究了其对乙酸和正戊醇酯化反应的催化作用,确定了反应的最佳条件：复合氧化物中n（Zr）：n（AD：n（Si）=1：4：1,浸渍液（NH4）2SO4浓度为2mol/L,600℃焙烧3h,n（酸）：n（醇）=1：1．4,催化剂用量为反应物料总质量的4．4％,在130℃下反应6h,乙酸戊酯的收率为89．13％。并通过XRD、IR、流动Hammer指示剂法以及TEM法对催化剂进行了表征,该催化剂的酸强度为-12．70〈Ho≤-11．99。     

原位合成的ZrO2/TiB2复合陶瓷材料摩擦磨损特性研究

对原位合成的ZrO2/TiB2复合陶瓷材料进行了室温下的摩擦磨损性能试验研究,利用扫描电镜对其磨损表面进行观察.结果表明:复合材料随着TiB2含量的增加摩擦系数减小,其抗磨损能力增强.磨损机理为微观切削和机械冷焊.