SO2-4/SiO2-ZrO2固体超强酸催化乳酸乙酯的合成研究

采用溶胶-凝胶法制得SiO2-ZrO2基质材料,然后通过浸渍法制备SO2-4/SiO2-ZrO2固体超强酸.对SO2-4/SiO2-ZrO2固体超强酸催化乳酸乙酯的合成反应进行了研究.适宜的反应条件为:稀硫酸浸泡16 h,反应温度80 ℃,反应时间4 h,催化剂用量为每摩尔乳酸1.5 g.反应酯化率达92.7%.     

溶胶凝胶法制备SiO_2-TiO_2-ZrO_2加氢脱芳催化剂载体

首次采用溶胶-凝胶法制备不同物质的量比的SiO2-TiO2-ZrO2复合氧化物,并采用吡啶吸附红外光谱法、N2物理吸附和X射线衍射法对其进行表征。以复合氧化物为载体制备了MoP/SiO2-TiO2-ZrO2,在微型固定床反应器上以萘的十二烷溶液为模型化合物,在360℃、压力3.0 MPa、空速2h-1、氢油体积比500的反应条件下,考察了该催化剂的加氢脱芳性能。结果表明,载体的酸性与n(Si)∶n(Ti)∶n(Zr)有关,L酸量显著影响脱芳效果;载体中TiO2锐钛矿晶形明显,峰型尖锐,且具有较大的孔容、孔径。通过表征和活性评价结果选出最佳的n(Si)∶n(Ti)∶n(Zr)=0.163∶0.809∶0.029,其萘的稳定转化率为90%。     

无机盐先驱体Al2O3-SiO2-ZrO2复合溶胶制备及稳定性研究

稳定的复合溶胶是制备良好的复合陶瓷膜的基础。笔者以无机盐Al(NO3)3、ZrOCl2.8H2O为前驱体,用正硅酸乙酯引入SiO2,采用溶胶—凝胶法分步水解制备了Al2O3-SiO2-ZrO2复合溶胶,并得出制备性能良好的AlOOH及SiO2-ZrO2溶胶的最佳工艺条件,通过对不同配比的复合溶胶进行研究,得出影响复合溶胶稳定性的主要因素是Si/Zr。     

Zr(SO4)2/SiO2催化剂的制备及其催化合成乙酸辛酯

采用Stober法制备SiO2载体,在不同条件下采用浸渍法制备Zr(SO4)2/SiO2催化剂,并用于合成乙酸辛酯,对催化剂进行了表征,对反应条件进行了优化. 结果表明,在焙烧温度250℃及Zr(SO4)2负载量20%条件下所制催化剂最稳定且Zr(SO4)2在SiO2载体中分散最均匀,250℃下焙烧3 h催化效果最好. 最佳反应条件为催化剂用量为辛醇质量的3%,乙酸与辛醇摩尔比1.2:1,温度120℃,时间3 h,此时辛醇转化率达97.82%,反应选择性达92.53%.     

溶胶-凝胶法制备不锈钢表面SiO2-TiO2-Al2O3-ZrO2涂层

在乙醇中,分别以盐酸、醋酸为催化剂,以正硅酸乙酯、钛酸正丁酯、硝酸铝、氧氯化锆为金属醇盐前躯体,通过分步水解法制备了SiO2-TiO2-Al2O3-ZrO2复合溶胶,利用浸渍法将陈化后的复合溶胶涂覆到不锈钢表面制得透明的复合涂层。对SiO2-TiO2-Al2O3-ZrO2复合涂层进行了差热分析(DTA)、失重分析(TG)、红外光谱(IR)、X射线衍射分析(XRD)以及耐HCl、CuSO4和FeCl3溶液浸泡腐蚀实验。结果表明,涂层中存在TiO、SiO、AlO键的氧化物网状结构,其XRD图中出现了锐钛矿和板钛矿的相结构。该涂层致密,具有良好的耐蚀性能。     

共沉淀法制备CeO_2-ZrO_2纳米固溶体的研究

研究了反应温度、沉淀剂浓度及分散剂等因素对共沉淀法制备CeO2-ZrO2固溶体的影响,并利用TEM、XRD等方法对固溶体进行表征。结果表明:在反应温度为18～25℃,氨水浓度为5～6mol/L,分散剂选用聚丙烯酰胺的工艺条件下可制备出平均粒径为10nm左右,粒度分布均匀的纳米CeO2-ZrO2固溶体。     

Al2O3-ZrO2负载Ni2P催化剂加氢脱硫脱氮活性

采用浸渍-沉淀法制备Al2O3-ZrO2复合氧化物,通过程序升温还原法制备Ni2P/Al2O3-ZrO2催化剂。运用X射线衍射、N2吸附-脱附、X射线光电子能谱技术对载体和催化剂进行表征,并以噻吩加氢脱硫、吡啶加氢脱氮反应为探针考察复合氧化物对Ni2P催化剂加氢活性的影响。结果表明,在Al2O3表面引入少量ZrO2,既保持了γ-Al2O3大比表面积的结构优势,又减少了P或Ni与Al2O3表面的接触,促进Ni2P的形成。载体中ZrO2质量分数20%的Ni2P/Al2O3-ZrO2催化剂活性最高,载体焙烧温度过高会导致催化剂活性下降。     

叔戊烯与甲醇在Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2 催化剂上的醚化

采用Cs2.5H0.5PWi2O40/SiO2催化剂进行了叔戊烯与甲醇的醚化反应研究考察了催化剂制备方法和工艺条件对叔戊烯转化率的影响.研究结果表明,以硅胶为载体,在负载量40%、焙烧温度400℃条件下制备的Cs2 5H0.5PWi2O40/SiO2催化剂具有较高的催化活性.在反应温度为80℃、压力为1.0MPa、n(甲醇)/n(叔戊烯)比为1.1、LHSV为1h-1的条件下,叔戊烯的转化率为68.57%.     

纳米Ni-B/TiO2-ZrO2催化剂的制备及其加氢性能

采用溶胶-凝胶法制备复合载体TiO2-ZrO2,并通过金属诱导化学镀法制备负载型催化剂Ni-B/TiO2-ZrO2,以松香加氢为探针反应,通过单因素实验对载体制备过程、催化剂制备过程进行了优化,得到适宜的载体制备条件为:Zr/Ti物质的量比为0.6、焙烧温度为550℃、焙烧时间4 h;催化剂制备条件:制备温度为50℃、微波升温时间为3 min、n(Ni)∶n(B)=1∶2。结果表明:该条件下制备的催化剂用于松香加氢反应,枞酸型树脂酸转化率达99%以上,且可重复使用7次。以XRD、XPS、TEM、BET为表征手段,对催化剂失活前后的结构与性能进行了分析,结果表明:Ni-B以非晶态的形式负载在TiO2-ZrO2载体上,分散性较好,平均粒径约为25 nm。而失活催化剂上Ni0、B0含量均下降,出现活性组分流失、氧化等现象,这可能是导致催化剂失活的主要原因。     

乙烯与2-丁烯歧化反应制丙烯工艺研究

以SiO2为载体制备了WO3/SiO2固体催化剂。在WO3/SiO2催化剂上使用乙烯和2-丁烯作为原料进行反应。考察了乙烯、丁烯进料比、质量空速、温度、压力对反应的影响。结果表明在乙烯/丁烯为1、WHSV3.1 h-1、400℃、2.1 MPa条件下,2-丁烯转化率可达到76.0%,丙烯选择性可达87.5%。经8 h反应后,2-丁烯转化率和丙烯选择性均有所下降,将催化剂于550℃高温再生能恢复部分活性。     

MoP/SiO_2-TiO2-ZrO_2催化剂加氢脱硫工艺条件考察

采用共沉淀法制备了SiO_2-TiO_2-ZrO_2三元复合氧化物载体,用浸渍法负载活性组分MoP制备MoP/SiO_2-TiO_2-ZrO_2催化剂。在固定床微反应器上,采用正交实验研究了反应温度、空速、氢油体积比和氢分压对催化剂噻吩加氢脱硫性能的影响,并对劣质催化裂化(FCC)柴油的脱硫性能进行了考察。结果表明,催化剂最佳加氢脱硫条件为:反应温度380℃,空速2 h^(-1),氢油体积比500,氢分压4 MPa,此条件下,FCC柴油脱硫率达97.50%。     

Sol-Gel法制备Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合陶瓷膜的研究

将Sol-Gel法应用于无机膜的制备,成功的研制出一种新型的膜面平整、膜厚均匀且无宏观缺陷的Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合陶瓷膜,复合膜含有γ-Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2和Al2SiO5等晶相,改变体系组成含量,晶相组成和含量随之变化,从而引起膜的显微结构的变化。利用XRD、SEM、AFM、EPMA等测试手段重点研究了膜的表面形貌和显微结构,并分析了添加剂、热处理方式等对膜的表面形貌和显微结构影响。     

层间组装SiO2-TiO2粘土材料的制备与表征

以(C2H5O)4Si和Ti(OC4H9)4为硅源和钛源,采用溶胶-凝胶法制备SiO2-TiO2柱化剂,将原土直接加入柱化剂进行柱化反应得到SiO2-TiO2柱撑蒙脱土,对其进行结构和性能表征,考察了柱化剂中Si/Ti比、柱化剂/原土比、柱化反应条件(反应温度和超声处理)及热处理温度对其结构和性能的影响. 结果表明,SiO2-TiO2柱体成功进入蒙脱土层间,在除去未参与柱化反应的柱化剂的条件下,比表面积可达127.2 m2/g,热稳定性提高了70℃,柱化剂中Si含量增加有利于热稳定性的提高,500℃以下焙烧的SiO2-TiO2柱体中Ti以钛氧四面体和八面体形式存在,600℃焙烧可形成锐钛矿晶型.     

SiO_2-TiO_2负载钯催化剂的制备及其催化Suzuki反应研究

以正硅酸乙酯和钛酸正丁酯作前体,通过均匀沉淀法制备了SiO2-TiO2复合氧化物,并采用X射线粉末衍射(XRD)对复合氧化物进行了表征。采用浸渍制备了复合氧化物负载的钯催化剂Pd/SiO2-TiO2,并考察了负载催化剂在Suzuki反应中的催化性能。当投料摩尔比n(Pd)∶n(PhBr)∶n[PhB(OH)2]∶n(K2CO3)为1∶70∶105∶140,Ti/Si摩尔比和钯质量分数分别为0.5和2.0%时,回流反应10 h,联苯产率达92.8%。负载催化剂通过简单过滤即可回收利用,在5次循环使用过程中,催化活性除第1次有明显降低外,其后基本保持不变。     

H3PW12O40-TiO2/SiO2超声光催化降解罗丹明B的研究

以硅胶为载体,采用浸渍法制备了H3PW12O40-TiO2/SiO2催化剂.通过对染料罗丹明B的超声光催化降解,探讨了催化剂的组成、用量、酸度、催化剂重复使用次数等因素对罗丹明B降解率的影响.结果表明:含4gH,PW12O40的TiO2溶胶浸渍在11gSiO2上的催化效果最佳.催化剂最佳用量为0.2g.初始罗丹明B溶液的pH为1时,反应速率最快.催化剂经活化处理后,重复使用6次,对罗丹明B的降解率仍达95.65%.相同条件下比较H3PW12O40-TiO2/SiO2和TiO2/SiO2对罗丹明B的降解效果发现,H2PW12O40可显著提高TiO2超声光催化降解罗丹明B的降解率.     

烧结温度对SiO_2-TiO_2薄膜亲水性的影响

为了确定SiO2-TiO2薄膜制备过程的最佳烧结温度,将不同SiO2与TiO2掺杂比的样品分别在400℃和500℃下煅烧,进行与水的静态接触角测试。结果表明,在一定掺杂比范围内,SiO2的掺杂能明显提高TiO2表面亲水性,并且500℃煅烧的产品亲水性要好于400℃煅烧的产品。SEM和XRD表明,500℃煅烧的产品表面颗粒粒径要大于400℃煅烧的产品的表面颗粒粒径,并且已有了比较明显的锐钛矿晶型特征峰,而400℃煅烧的产品还是无定形态,这说明SiO2的掺杂抑制了TiO2晶粒的生长和晶型的转变。而锐钛矿晶型的TiO2亲水性要远好于无定形的TiO2,致使500℃煅烧的产品的亲水性要好于400℃煅烧的产品的亲水性,因此500℃才是SiO2-TiO2薄膜的最佳烧结温度。     

烧结温度对SiO2-TiO2薄膜亲水性的影响

为了确定SiO2-TiO2薄膜制备过程的最佳烧结温度,将不同SiO2与TiO2掺杂比的样品分别在400℃和500℃下煅烧,进行与水的静态接触角测试。结果表明,在一定掺杂比范围内,SiO2的掺杂能明显提高TiO2表面亲水性,并且500℃煅烧的产品亲水性要好于400℃煅烧的产品。SEM和XRD表明,500℃煅烧的产品表面颗粒粒径要大于400℃煅烧的产品的表面颗粒粒径,并且已有了比较明显的锐钛矿晶型特征峰,而400℃煅烧的产品还是无定形态,这说明SiO2的掺杂抑制了TiO2晶粒的生长和晶型的转变。而锐钛矿晶型的TiO2亲水性要远好于无定形的TiO2,致使500℃煅烧的产品的亲水性要好于400℃煅烧的产品的亲水性,因此500℃才是SiO2-TiO2薄膜的最佳烧结温度。     

不锈钢板负载V2O5-WO3-TiO2催化剂制备及其催化还原脱硝性能

以溶胶-凝胶法制备的TiO₂粉末为载体,偏钒酸铵和水合钨酸铵溶液为浸渍液,采用分步浸渍法制备了V₂O₅-WO₃-TiO₂催化剂,以聚乙烯醇-硅溶胶为黏合剂,采用涂覆法将催化剂粘合于经硫酸和钛酸丁酯溶胶处理过的不锈钢板板材表面,获得不锈钢板负载的V₂O₅-WO₃-TiO₂催化剂。采用XRD、FT-IR和SEM等表征手段对催化剂进行表征,结果表明,V₂O₅-WO₃-TiO₂催化剂可均匀负载于不锈钢板表面。采用氨选择性催化还原氮氧化物法研究了催化剂的脱硝性能,结果表明,在空速8 000 L·（kg·h）^-1和反应温度360 ℃的条件下,NOx脱除率超过92%,且制备的催化剂具有良好的稳定性和耐硫性。     

微波制备CuCl_2/SiO_2-TiO_2催化剂的结构及其催化性能

采用浸渍法将CuCl_2分散到SiO_2-TiO_2载体表面,微波炉处理一定时间得到催化剂样品,考察了样品在甲醇氧化羰基化反应中的催化活性。结果表明,样品中负载CuCl_2物质的量分数为15%时,活性最佳,甲醇转化率和碳酸二甲酯选择性分别为8.25%和85.01%。微波辐射导致CuCl_2高度分散于SiO_2-TiO_2上,并与载体表面发生键合作用,降低了催化剂中对设备具有腐蚀作用的Cl含量,同时形成结构稳定的活性铜物种。