柱撑粘土对NOx的选择催化还原反应研究进展

柱撑粘土是一种类沸石双功能微孔/介孔催化材料,研究表明对NO地择催化还原反应具有活性.本文从柱撑粘土的表面酸性、孔结构、比表面积及层间金属氧化物柱的特性等方面介绍了其对NOx气体选择催化还原反应的机理以及研究现状,认为通过不同的柱化离子及表面活性剂的选择可较大范围地裁剪柱撑粘土的孔结构,制备出了一系列性能优越的用于NOx的选择催化还原反应的柱撑粘土,净化空气.     

溶剂热合成氮化铁及其催化氯代硝基苯加氢反应的研究

采用溶剂热法制备了氮化铁催化剂,并用于邻氯硝基苯加氢合成氯代苯胺反应,考察了合成温度、原料配比以及合成时间等制备条件对其催化性能的影响.通过XRD、TG-DTG、BET等方法对催化剂的结构和性质进行表征.结果表明:在合成温度400℃、m(NaN_3)∶m(FeCl_2)=4∶1以及反应时间为30h的条件下制备的氮化铁催化剂,在邻氯硝基苯加氢反应中,邻氯代硝基苯转化率为58.41%,邻氯苯胺选择性为100%.所制备的氮化铁催化剂具有较好的热稳定性;除了有介孔结构外,还有大孔结构的颗粒.提高合成温度,有利于提高所制备的氮化铁催化剂的结晶度和纯度.     

第十九届全国稀土催化学术会议在兰州召开

7月17日,第十九届全国稀土催化学术会议在兰州召开。会议期间,展示了包括"新型稀土催化材料的制备与表征"、"稀土催化反应机理研究"、"稀土催化与环境保护"、"稀土催化与石油精细化工"、"稀土催化与新能源"等最新成果及进展。受中国稀土学会催化委员会委托,本次会议由中科院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室承办。与会专家将探讨稀土催化所面临的机遇、挑战及发展方向,致力于促进学术界与产业界的沟通,推动我国稀土催化及相关领域科技发展。     

用膨润土作载体的酸催化剂制备及其性能结构分析

研究采用浸渍蒸发法制备ZnCl2/膨润土负载型固体酸催化剂，以催化苯与苄氯烷基化模型反应考察了膨润土酸化时间、ZnCl2负载量和活化温度等制备参数，对催化性能的影响，利用XRD、BET、TG-DTA、Harnmctt指示剂法、吡啶吸附FTIR对催化剂的结构进行表征分析。结果表明，制备参数通过影响催化剂的孔结构和表面酸性，影响了催化剂的催化性能；酸催化烷基化性能试验表明，膨润土负载ZnCl2型固体酸催化剂可望应用于环境友好的酸催化工业过程。     

金属-有机框架在锂离子电池电极材料中的应用

锂离子电池具有能量密度高、无记忆效应、低成本、寿命长等优点,被认为是便携式电子设备和电动汽车最有前途的储能技术.金属-有机框架(MOFs)具有超高孔隙率、功能多样性、结构可控及易制备等独特优点,被广泛应用在异相催化、电化学储存与转化、气体吸附和分离等领域中.对MOFs直接作为锂离子电池负极材料及正极材料的研究进展进行了阐述,重点总结了MOFs衍生材料(多孔碳材料、单一金属氧化物、多组分金属氧化物、磷化物等)应用于锂离子电池电极材料中的合成方法、结构及电化学性能.最后对MOFs及其衍生材料在锂离子电池正极和负极材料的发展方向进行了展望,为新型电极材料的下一步开发方向提供一定的思路和建议.     

膨润土基化工和环境新材料的开发与应用研究

本文介绍了作者的课题组在膨润土基化工和环境新材料的开发和应用研究上若干进展,主要涉及膨润土基酸催化剂和多孔催化材料等的制备、结构及催化应用研究.通过采用天然膨润土为原料,用酸溶液进行活化,能得到酸性膨润土;将金属卤化物等负载到膨润土载体上可制得新型崮体酸催化剂;利用粘土矿物膨润土作母体,通过多羟基铝、锆、硅等交联剂插层可制成大孔径、高比表面积的层柱多孔材料,并可通过对层柱粘土结构的调控来改善其催化性能;用膨润土作为包裹剂,将氮、磷、钾肥在不同分散剂中进行包裹处理,对氮、钾肥等易溶肥有良好的缓释效果,而对磷肥等难溶肥有促释效果;以天然膨润土或改性膨润土为吸附剂,在废水处理上显示了很好的吸附肚能,可吸附重金属离子、非极性有机物、极性有机物及各类有毒和难生物降解有机物等.膨润土基复合材料在催化、环保和材料等领域中显示了广阔的应用前景.     

Zigzag煤焦表面异相还原N_2O反应

采用Zigzag型煤焦表面模型,利用量子化学密度泛函理论研究了煤焦异相还原N_2O的反应机理。首先分析了Zigzag和Armchair碳基模型的差异本质,然后通过热力学分析和动力学分析研究了煤焦异相还原N_2O的反应机理,最后对比分析了Zigzag和Armchair两模型计算结果。研究表明,煤焦异相还原N_2O的反应包括吸附、还原及脱附3个过程,N2的脱附过程是整个反应的决速步。煤焦异相还原N_2O的反应在循环流化床炉温范围内是可自发的放热反应,反应平衡常数大于105,可认为是单向反应。根据决速步理论,Zigzag模型下的反应活化能为66.28 k J/mol,阿累尼乌斯表达式为1.07×1014exp(-7 972.4/T),Armchair模型下的反应活化能为160.99 k J/mol,阿累尼乌斯表达式为3.99×1015exp(-19 364.0/T)。Zigzag模型下的还原反应活化能小,反应速率常数大,反应更为活跃。两模型计算差异主要是由于Zigzag模型存在未成对电子,化学性质活跃导致的。在涉及碳基反应的理论计算时,应充分考虑计算模型对反应过程研究的影响。     

Co-PPh3@POPs多相催化剂氢甲酰化反应研究

氢甲酰化反应是过渡金属羰基化合物催化下的烯烃与合成气生成比原料烯烃高一个碳的醛或醇的反应,全世界通过氢甲酰化反应制备醛或醇的产量可以达到1 200万t/a。均相催化具有较高的催化活性和温和的反应条件,但催化剂同反应物料的分离问题,阻碍了其大规模工业化应用。多相催化体系中催化剂与反应物料容易分离,存在反应活性或选择性较低等问题。均相固载化兼顾了均相催化优异的反应活性和多相催化易于分离的优点,成为氢甲酰化领域的研究热点。Rh是氢甲酰化反应中最活泼的元素,Co的活性相对较低,但其仍具有较大的工业价值。由于贵金属Rh的资源稀缺以及价格昂贵严重影响了氢甲酰化反应过程的经济性,因此,考虑采用金属Co代替金属Rh作为催化剂的活性组分,应用于烯烃的多相氢甲酰化反应。制备了PPh_3@POPs担载Co基多相催化剂(Co-PPh_3@POPs),系统考察了反应溶剂、金属Co前驱物、金属Co负载量、反应时间等因素对Co-PPh_3@POPs催化剂氢甲酰化反应性能的影响。当选取反应溶剂为甲苯,金属Co前驱物为Co(OAc)_2,Co负载量为10%时,Co-PPh_3@POPs催化剂表现出良好的氢甲酰化反应性能,且反应活性明显优于Co@SiO_2和Co@SBA-15催化剂。表征结果显示,Co-PPh_3@POPs催化剂具有高的热稳定性、大比表面积和多级孔道结构,较优的催化性能归因于活性组分Co物种可高分散于具有大比表面积和多级孔道结构的含膦聚合物PPh_3@POPs载体上。     

Zn-TiO2/高岭土复合光催化材料的制备及性能研究

以高岭土、钛酸四丁酯和硝酸锌为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Zn掺杂纳米TiO2/高岭土复合光催化材料(ZTK),通过X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪和激光粒度分析仪对样品结构进行表征,以可见光催化降解亚甲基蓝(MB)为探针反应,研究了Zn掺杂量、高岭土复合比和焙烧温度条件对样品光催化性能的影响.结果表明,高岭土的多片层结...     

贵金属纳米材料及其应用前景

较全面地介绍贵金属纳米材料的独特力学、电学、光学、热学、磁学性质与化学活性、催化和超导等特性,物理和化学制备方法包括"Ship-in-Bottle"方法,在新能源、催化材料、敏感材料及光学材料中应用及其在国防、能源、电子、石油化工、冶金、医学和航空等领域的应用前景.     

粘土/有机纳米复合粉体材料

本文综述了粘土／有机纳米复合粉体材料的制备方法、特点、国内外开发现状及应用前景。并指出粘土／有机纳米复合粉体材料的制备方法以插层聚合法为主，主要在力学性能、热稳定性性能方面的深入研究，复合体以蒙脱土及膨润土有机插层和其相关性能占主导。     

三维栅格数据结构的研究与应用

三维数据结构是三维GIS研究的重点。三维栅格数据结构在数字影象、数字高程模型等领域得到了广泛应用。从栅格的编码、栅格的空间分析等方面对三维栅格数据结构进行研究，并以一个具体的矿床为例，对应用三维栅格数据结构进行矿体块段建模、特定范围内储量计算等空间分析时涉及的技术和方法进行了论述。提出了今后在研究和应用三维数据结构时的建议和展望。     

钙基膨润土的提纯、钠化、有机改性研究

我国膨润土资源丰富,但其开发利用严重受限于矿点属性和品位高低。为了加强膨润土的开发利用,本文对低品位钙基膨润土的提纯、钠化、有机改性等作了全面详细介绍,包括相应的制备原理、工艺方法及优缺点、制备过程中的工艺控制因素及其表征方法。      

温室气体CO2资源化催化转化研究进展

随着全球化低碳经济时代的开启,温室气体的减排及利用成为举世关注的焦点,二氧化碳资源化利用及由此形成的新的碳一化学将成为绿色催化研究领域的热点问题。本文综述了二氧化碳资源化催化转化为高附加值化学品的若干反应途径,包括二氧化碳氧化饱和烃类、二氧化碳合成有机酸、二氧化碳合成酯类等,全面比较了实现这些反应所用催化剂的催化特性及优缺点,对其中的重要催化机理作了详细阐述,提出了该领域今后亟待开展的主要研究方向,认为：CO2的定向活化是其资源化利用的关键,需要研发与之相关的具有高活性的催化剂;新的反应介质或新相态CO2反应体系的利用,对大幅度提高CO2的转化率和目标产物的选择性将更具开发潜力;针对多种污染源排放CO2气体的直接利用问题,有必要设计开发对CO2具有高吸附-催化活性的多效催化剂,以提高新技术的实用价值;此外,积极探索CO2的光催化转化以及对光合作用特性的模拟,对于新能源利用和温室气体减排将具有双重收益。     

二氧化钛/海泡石复合材料制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备负载型二氧化钛/海泡石光催化材料,并得到二氧化钛/海泡石的配比、反应时间、熔融灼烧温度等最佳制备条件。采用XRD和SEM等手段,对该材料进行了表征,证实TiO2呈高度分散状态,并已渗入海泡石表面及孔内。在模拟染料废水处理中,对复合材料的光催化降解性能进行了研究。结果发现,复合材料具有很高的光催化效率,对染料士林大红的降解率达87%。     

煤矿三维数字化通风系统关键技术研究与应用

研发了以煤矿安全监控信息和煤矿矿井通风信息的信息融合为基础的三维数字化通风系统,主要涉及系统的体系结构、数据库的构建和异构信息数据融合,以及系统的实际应用。系统的投入将极大提高煤矿矿井通风安全管理水平。     

Top-Down理念在掘进机三维设计中的应用

Top-Down是基于Pro/E三维设计的一种自顶向下设计理念,它打破了常规的由先设计装配零件,再将其装配成部件,最终由部件装配成总体的自底向上的设计方法。应用Top-Down进行掘进机三维设计可避免对零部件进行反复调整和修改带来的设计错误,可使项目组人员进行协同设计,总体负责人统筹管理,从而大幅地提高设计质量、缩短项目设计周期。     

湖泊底泥燃烧特性及其热动力学分析

湖泊底泥为沉积于湖泊水体底部的黏土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物,因其含有较高的SiO_2、Al_2O_3等成陶成分和一定的CaO、MgO、K_2O、Na_2O等助熔成分以及部分有机物,可作为焙烧陶粒或其他烧结制品原料进行资源化利用。本文选用湖北黄石某湖泊底泥,测定其烧失量和有机质含量,采用XRF、ICP-OES和XRD研究其物化特性,并用同步热分析-质谱联用仪(TG-DSC-MS)进行热分析,对结果进行热动力学计算。结果表明:湖泊底泥的主要成分为石英、方解石、镁方解石、云母等矿物质;其中,SiO_2含量为52.3%,Al_2O_3含量为14.41%,Fe_2O_3含量为6.89%,S含量为0.39%,P含量为0.13%,以及极少量的重金属,烧失量为14.19%,有机物含量为10.86%。湖泊底泥燃烧过程中气体释放主要发生在120～750℃阶段,主要气体有CO_2、H_2O、NO、NO_2等,不同升温速率对湖泊底泥燃烧过程无明显影响;湖泊底泥的燃烧失重过程可以分为两个阶段,利用Coats-Redfern法的一级反应模型能够很好地描述湖泊底泥的燃烧过程,在第一阶段湖泊底泥活化能约为22.00kJ/mol,可为湖泊底泥烧结制品控制反应历程和研究固化机理提供参考。     

半导体多相光催化处理含有机物的废水

综述了半导体多相光催化应用研究的现状，阐述了半导体多相光催化反应的机理，TiO2光催化剂的制备方法和可应用的光催化反应装置，介绍了半导体多相光催化的应用范围，并对今后的工作提出了建议。