Fe_2(MoO_4)_3/MoO_3纳米棒催化剂的制备及应用

通过水热法合成具有一维纳米结构的MoO_3纳米棒,利用MoO_3纳米棒的尺寸约束作用,以MoO_3纳米棒和铁盐为原料,采用浸渍法及高温焙烧下发生的固相反应,在经典Kirkendall效应影响下合成Fe_2(MoO_4)_3/MoO_3纳米棒催化剂。以空气氧化甲醇制甲醛为目标反应,评价其催化性能。结果表明,以Mo与Fe原子比2.2∶1制备的Fe_2(MoO_4)_3/MoO_3纳米棒催化剂催化性能较佳,甲醇转化率≥99.5%,甲醛选择性≥96.0%。     

沉积沉淀法制备氧化钼纳米带负载的钼酸铁催化剂

在Fe_2(MoO_4)_3/MoO_3异质负载结构的基础上,为进一步调变负载Fe_2(MoO_4)_3的尺寸,强化Fe_2(MoO_4)_3与MoO_3的接触,采用沉积沉淀法在MoO_3纳米带上载铁,并进一步焙烧形成钼酸铁催化剂。通过ICP原子发射光谱(ICP-AES)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、N_2物理吸附和扫描电子显微镜(SEM)等手段表征了催化剂的组成、结构和形貌特征,评价了催化剂在甲醇氧化制甲醛反应中的性能。结果表明:沉积沉淀法制备的催化剂以Fe_2(MoO_4)_3和MoO_3为主要成分,且Fe_2(MoO_4)_3微粒呈群岛状密布于MoO_3纳米带表面,不同于浸渍方法形成的聚团状Fe_2(MoO_4)_3。沉积沉淀法催化剂在反应中表现出显著的高活性和较好的甲醛选择性。进一步研究表明沉淀过程的终点pH值对催化剂的组成和形貌有显著影响。提高终点pH值可以增加催化剂中的Fe_2(MoO_4)_3,提高催化剂活性,但可能导致副产一氧化碳增加,最优的选择性对应沉淀终点pH值在2.5～3.0。以此得出结论:减小Fe_2(MoO_4)_3微粒的尺寸并且令其与MoO3紧密接触的结构特征有利于改善铁钼催化剂的性能。     

甲醇氨氧化制氢氰酸的铁钼催化剂活性组分的研究

采用X射线衍射、IR、M(?)ssbauer、ESR和ESCA等方法研究了甲醇氨氧化制氢氰酸的铁钼催化剂活性组分与催化活性的关系.X射线衍射和IR研究指出,催化剂中的铁和钼是以Fe_2(MoO_4)_3、MoO_3和a-Fe_2O_3存在.Fe_2(MoO_4)_3的相对含量与活性随Fe/Mo的变化呈峰形对应关系.M(?)ssbauer、ESR和ESCA分析表明,铁是以Fe~(3+)存在,但有两种配位,一种是Fe_2(MoO_4)_3中的八面体配位,另一种可能是Fe_2O_3·xMoO_3(x<3)的不完善配位.前者是基本活性组分,和后者一起完成选择氧化的功能.     

甲醇氧化制甲醛铁钼催化剂表面结构与活性

利用共沉淀法在不同搅拌速度下制备了相同Mo/Fe原子比的甲醇氧化制甲醛催化剂,采用SEM、XRD和拉曼光谱等对催化剂进行表征,在固定床微反上评价催化剂活性和选择性。结果表明,搅拌速度增大,催化剂比表面积增大,催化活性增强,甲醛收率由600 r·min~(-1)时的73.8%增加到10000 r·min-1时的95.7%(280℃)。此外,催化剂由片状的MoO_3和颗粒状的Fe_2(MoO_4)_3两部分组成,游离的片状MoO3无明显催化活性,只有与Fe2(Mo O4)3结合时才具有催化活性。     

球磨时间对甲醇氧化制甲醛铁钼催化剂结构及性能的影响

在无溶剂条件下,以可溶性铁盐和钼酸盐为原料,采用机械球磨法在不同球磨时间下制备铁钼催化剂,采用XRD、SEM、EDS技术对催化剂的晶体结构、形貌和组成进行表征,并利用微型固定床石英管反应器考察铁钼催化剂氧化甲醇制甲醛的性能。结果表明,当球磨时间在30~90 min时,XRD结果表明含有Fe_2(MoO_4)_3和MoO_3衍射峰,无明显杂晶峰,样品形貌主要由颗粒和少许片状结构组成;在反应温度为285℃、质量空速为1.27 h-1条件下,甲醇转化率均接近100%,甲醛选择性差别较小,约为95%。     

纳米Fe_3O_4-PO_4~(3-)/ZrO_2催化制备文冠果生物柴油

采用共沉淀法制备纳米Fe_3O_4-PO■/ZrO_2固体酸催化剂,利用X-射线衍射(XRD)、N_(2 )吸脱附、红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)对催化剂的结构进行表征,探讨了纳米Fe_3O_4加入量、焙烧温度和时间对固体酸催化剂性能的影响。考察了纳米Fe_3O_4负载量、醇油摩尔比、反应温度和反应时间对制备文冠果生物柴油的影响。结果表明,当Zr(OH)_4与纳米Fe_3O_4摩尔比为3∶1,焙烧温度为750℃,焙烧时间为3 h时,纳米Fe_3O_4-PO■/ZrO_2固体酸催化剂的催化性能最佳,生物柴油酯化率达85.4%。当催化剂的用量为油重的1%,醇油摩尔比为9∶1,反应温度为80℃和反应时间为4 h时,文冠果生物柴油的转化率可达到92.8%。     

CoO/MoO_3/Al_2O_3复合物催化H_2O_2氧化模型柴油脱硫

以γ-Al_2O_3为载体,通过等体积浸渍法,制备了CoO/MoO_3/Al_2O_3催化剂。采用N_2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)对CoO/MoO_3/Al_2O_3进行表征分析。以二苯并噻吩(DBT)、4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)为模型柴油的有机硫化物,30%的过氧化氢为氧化剂,考察了CoO/MoO_3/Al_2O_3催化剂的催化性能,并且研究了不同Mo/Co摩尔比、催化剂焙烧温度、投加量、反应时间及温度对氧化脱硫的影响。实验结果表明:H_2O_2-CoO/MoO_3/Al_2O_3构成的氧化体系能有效氧化模型柴油中的有机硫化物,DBT和4-MDBT脱硫率分别达到98.8%、93.4%;Mo/Co摩尔比、催化剂焙烧温度、投加量、反应时间及温度对有机硫化物的氧化脱硫均有影响;CoO/MoO_3/Al_2O_3催化剂经过再生处理后可重复使用,具有良好的稳定性。     

MoO_3/石墨烯/碳纳米管复合阴极在MFCs中的应用

采用简单的水热合成法制备了氧化钼(MoO_3)/石墨烯(GNS)/碳纳米管(CNT)复合材料。用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了材料的形貌和结构。用循环伏安(CV)和线性扫描(LSV)测试了材料的氧还原催化性能,结果发现,复合材料的氧还原电流和起始电位均大大优于单一的MoO_3,表现出较好的催化性能。含有3mg·cm~(-2) MoO_3/GNS/CNT复合材料作为阴极催化剂的MFC最大功率密度为510 m W·m~(-2),达到商业铂碳的83%。因此,廉价的MoO_3/GNS/CNT复合材料作为MFC阴极氧还原催化剂具有巨大的应用潜力。     

MoO3/ZrO2催化剂的丙烷氧化脱氢制丙烯催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,采用溶剂热法制备系列MoO_3/ZrO_2催化剂,采用H2-TPR、N_2吸附-脱附、X射线衍射等对其进行表征,并评价MoO_3/ZrO_2催化剂的丙烷氧化脱氢制丙烯催化性能。结果表明,MoO_3负载于ZrO_2载体上制备的催化剂催化活性增加,MoO_3负载质量分数为20%的MoO_3/ZrO_2催化剂,在反应温度为600℃时,丙烷转化率27.45%,丙烯选择性44.78%,丙稀收率12.29%。     

镍基催化剂的改性及其提高NaClO氧化性能

通过加入助剂的方法对采用浸没沉淀法制备的镍基催化剂进行改性,利用X射线衍射(XRD)、BET、环境扫描电镜(SEM)和热重-差热等分析方法对改性的镍基催化剂进行表征,并对改性的镍基催化剂进行催化NaClO产生有效氯的活性评价。结果表明,Fe_2O_3-镍基催化剂适宜的焙烧温度为450℃;Fe_2O_3-KMnO_4-镍基催化剂的比表面积比Fe_2O_3-镍基催化剂的比表面积高125 m~2/g;当反应时间为90 min,Fe_2O_3 : Ni_2O_3 : KMnO_4(质量比)为1 : 7:1时,催化NaClO产生有效氯比Fe_2O_3:Ni_2O_3质量比为1 : 7时高10%,比不添加Fe_2O_3的镍基催化剂高22%;处理含有甲醇、间氨基苯磺酸和间二乙胺基苯磺酸钠等有机物的废水,Fe_2O_3-KMnO_4-镍基催化剂的催化活性最佳,其间氨基苯磺酸的去除率比Fe_2O_3-镍基催化剂高8.36%,比未改性的镍基催化剂高15.98%。     

Mo-Fe复合氧化物催化剂上对二甲苯气相催化氧化合成对苯二甲醛

采用溶胶-凝胶法和机械混合法制备了Mo-Fe复合氧化物催化剂，以对二甲苯气相催化氧化合成对苯二甲醛反应为探针，考察了不同催化剂制备方法和Fe负载量对其性能的影响，并利用XRD、IR和TG-DSC对催化剂进行了表征。结果表明，采用溶胶-凝胶法制备的Mo-Fe复合氧化物催化剂的催化性能较佳，当n(Mo)∶n(Fe)=3时，对二甲苯的转化率为66.8%，选择性为37.2%，对苯二甲醛（TPAL）的收率为24.8%。     

Fe-Mo对二甲苯选择氧化催化剂的制备及其性能

以Fe(NO₃)₃和(NH₄)₆MoO₂₄为原料,采用溶胶-凝胶法制备了不同n(Fe)∶n(Mo)的催化剂,考察了该催化剂对对二甲苯催化氧化合成对苯二甲醛的催化性能。并应用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、紫外漫反射和热分析对催化剂进行了表征。结果表明,Fe对MoO₃改性能明显改善催化剂的活性,提高对苯二甲醛收率,原因是由于Fe₂(MoO₄)₃的生成。当n(Fe)∶n(Mo)=1∶3时,催化剂活性最佳,此时对二甲苯转化率为66.8%,对苯二甲醛选择性和收率分别为37.2%和24.8%。XRD、FT-IR和DRS结果表明,当n(Fe)∶n(Mo)=1∶3时,催化剂中有适量MoO₃存在,其催化活性最好,该催化剂能在高温维持较好的活性稳定性。     

镧改性SO42-/ZrO2-Fe3O4固体超强酸催化剂的初步研究

将固体超强酸SO4^2-/ZrO2-Fe3O4负载镧制备出新型催化剂SO4^2-/ZrO2-Fe3O4/La^3 ,以冰乙酸和正丁醇的酯化反应作为检测反应,考察了不同制备条件对催化剂性能的影响,并用XRD、TDA等手段对该催化剂进行了表征。实验结果表明较好的制备条件是：5％La(NO3)3溶液浸渍,100℃干燥,600℃焙烧3h所制得的催化剂活性较好,乙酸丁酯转化率达到88％。     

纳米MOx/ZrO2催化剂上乙醇氧化合成乙醛性能研究

采用溶胶-凝胶法首先制备出Zr(OH)₄凝胶，再将凝胶用乙醇进行醇化处理，经烘干和焙烧制得ZrO₂纳米载体。载体颗粒粒径均匀，大小为20 nm左右。以ZrO₂为载体，采用浸渍法分别负载Fe₂O₃、CuO、NiO和Mo₂O₃等不同金属氧化物，制得负载型催化剂。通过XRD、TEM、SEM和IR等对催化剂进行表征。以乙醇氧化脱氢合成乙醛为探针反应，考察了催化剂的催化性能。实验结果表明，催化剂Fe₂O₃/ZrO₂在反应温度为573 K时，乙醇转化率为75.8%，乙醛选择性为97.3%。     

半导体型Mo－Fe二元氧化物催化剂的研制

通过共沉淀法和进一步焙烧制得Ｍｏ－Ｆｅ二元氧化物。经ＸＲＤ定性分析表明，它们是由含量不同的Ｆｅ２（ＭｏＯ４）３和ＭｏＯ３所组成。利用固定床反应器研究了Ｍｏ－Ｆｅ氧化物／载体催化剂对甲醇氧化制甲醛的催化性能。对二元Ｍｏ－Ｆｅ氧化物进行了气体敏感性能测试，发现对甲醇具有较高的灵敏度，对氧气的灵敏度较低。其中，具有较高活性的催化剂对被测气体的灵敏度也较高     

高铝粉煤灰负载锰基催化剂的催化氧化NO性能研究

氮氧化物催化氧化是烟气脱硝技术的一个重要发展方向。本工作以具有球形镂空结构的预处理后高铝粉煤灰为载体，以硝酸锰为活性组分源，采用溶胶凝胶法制备锰基NO氧化催化剂，采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、N2物理吸附、H2程序升温还原分析仪(H2-TPR)和X射线光电子能谱(XPS)等分析测试手段对催化剂的NO催化氧化性能进行深入研究。结果表明，载体粒径、锰负载量、硝酸锰凝胶煅烧温度以及NO催化氧化温度对催化剂催化活性均有较大影响。当载体粒径在100~200目(150~75 μm)、锰负载量为8wt%、硝酸锰凝胶煅烧温度为500℃、NO催化氧化温度290℃时，NO催化氧化效果最好，氧化率达到77.8%。SEM结果显示，溶胶凝胶法制备的氧化锰粒子在100~200 nm，且相对均匀负载在载体上。N2-物理吸附表明，催化剂的孔结构主要为介孔，并呈现H3型回滞环。锰基催化剂上化学吸附氧Oβ的占比和Mn4+浓度随着锰负载量的增加先增大后减小，此趋势与NO催化性能变化趋势一致，表明Oβ和Mn4+是影响NO催化氧化效果的决定因素。     

固体超强酸SO_4~(2-)/Fe_2O_3的制备及其催化性能的研究

用(NH4)2SO4·Fe2(SO4)3·24H2O直接焙烧的方法制备了固体超强酸催化剂SO42-/Fe2O3,并以乙酸乙酯的合成反应考察了焙烧温度、焙烧时间对固体酸催化活性的影响。实验表明:最佳焙烧温度为550℃,最佳焙烧时间为4h。当催化剂用量为2g,醇酸物质的量比为1.6∶1,回流时间2h时,乙酸转化率为85.1%。     

Ce改性Pd基整体式催化剂的结构特征及其甲烷催化燃烧性能

分别以拟薄水铝石和添加Ce的拟薄水铝石制备铝溶胶,经过堇青石（Cord）表面涂覆和Pd溶液浸渍,得到浸渍法和溶胶法Ce改性的Pd/γ-Al₂O₃/Cord整体式催化剂。采用XRD、SEM和XPS等对催化剂进行表征,评价其甲烷催化燃烧反应性能,并考察Ce的不同添加方式对催化剂结构和反应性能的影响。结果表明,适量Ce的添加可提高Pd基整体式催化剂的甲烷催化燃烧性能,溶胶法优于浸渍法。随着Ce添加量的增加,浸渍法改性的Pd基催化剂催化性能有所降低,溶胶法则呈现先升高后降低的趋势。溶胶法中Ce的添加物与γ-Al₂O₃涂层充分融合,提高了涂层的热稳定性和活性组分的分散度,0.5Pd/γ-Al₂O₃(3.0Ce)/Cord催化剂催化性能最优。     

纳米固体超强酸SO4 2-/Fe2O3的制备及其应用研究

采用钛白副产硫酸亚铁为原料制备纳米固体超强酸SO4^2-／Fe2O3,讨论了它的催化机理,研究了它的制备条件及作为催化剂在合成乙酸丁酯的合成条件。结果表明纳米固体超强酸SO4^2-／Fe2O3具有较强的催化活性。     

固体酸催化合成邻苯二甲酸二丁酯的研究

以苯酐和正丁醇为原料,用自制的SO4^2-/SiO2、SO4^2-/Fe2O3、SO4^2-/SnO2及固体铁系为催化剂,催化合成邻苯二甲酸二丁酯（DBP）,分别考察固体酸催化剂的种类、固体酸催化剂的用量、醇酐摩尔比和反应时间等因素对合成DBP产率的影响。试验结果表明,其中SO42-/SnO2催化剂催化活性高。在苯酐0.1 mol（14.8 g）、固体酸催化剂m（SO4^2-/SnO2）/n（苯酐）为16（g/mol）、醇酐摩尔比2.5、带水剂二甲苯200[mL/mol（苯酐）]、反应时间4.0 h的条件下,其产率达94.0%以上,寿命长、可多次重复使用、产物易纯化分离、且产品色泽浅等优点,可望代替传统浓硫酸作催化剂应用于DBP的合成。