纳米AlOOH(Al_2O_3)的合成及表面性质研究

以AlCl3·6H2O为铝源、NaOH为沉淀剂,采用水热合成法制得AlOOH纳米棒和纳米片,焙烧后得到相同形貌的Al2O3。通过X射线衍射、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱对样品进行表征。结果表明:所制样品为γ-AlOOH,焙烧后转变为γ-Al2O3,结晶度高,每个纳米棒及纳米片均为单晶;n(OH-)?n(Al 3+)对AlOOH和Al2O3的形貌有较大影响,随着n(OH-)?n(Al 3+)的增大,AlOOH的长径比逐渐减小,最终成为纳米片;Al2O3纳米棒表面有2种类型的羟基,分别归属于(110)晶面HO-2μ-AlⅥ和(100)晶面HO-3μ-AlⅥ,Al2O3纳米片表面有4种类型的羟基,分别归属于(111)晶面HO-3μ-AlⅥ、HO-2μ-AlⅥ和(110)晶面HO-2μ-AlⅥ和HO-3μ-AlⅥ。     

NH_4HCO_3水热改性对氧化铝载体结构与性质的影响

以NH_4HCO_3为原料,对含有微米级孔道γ-Al_2O_3载体进行水热改性处理,并应用XRD、IR、SEM、N_2吸附-脱附、Py-FTIR等方法表征NH_4HCO_3水热改性对γ-Al_2O_3载体结构与性质的影响。实验结果表明,水热改性过程中,部分氧化铝发生晶相转变,形成微米级棒状NH_4Al(OH)_2CO_3,并交织生长在氧化铝载体表面及微米级孔道中,焙烧时生成的NH_4Al(OH)_2CO_3再次转变为γ-Al_2O_3。经NH_4HCO_3水热改性后γ-Al_2O_3载体的比表面积、孔体积略有降低,而1～2μm左右的孔道含量明显增加,载体表面总酸量、弱酸及中强酸含量降低,(111)晶面六配位铝离子表面羟基(HO-μ_2-Al_Ⅵ)相对含量降低,(100)晶面六配位铝离子表面羟基(HO-μ_3-Al_Ⅵ)相对含量增加。     

纳米AlOOH（Al2O3）的合成及表面性质研究

以AlCl3?6H2O为铝源、NaOH为沉淀剂,采用水热合成法制得AlOOH和AlOOH纳米片,焙烧后得到相同形貌的Al2O3。通过X射线衍射、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱对样品进行表征。结果表明：所制样品为γ-AlOOH,焙烧后转变为γ-Al2O3,结晶度高,每个纳米棒及纳米片均为单晶;n（OH－）/n（Al3+）对AlOOH和Al2O3的形貌有较大影响,随着n（OH-）/n（Al3+）的增大,AlOOH的长径比逐渐减小,最终成为纳米片;Al2O3纳米棒表面有2种类型的羟基,分别归属于（110）晶面HO-μ2-AlⅥ和（100）晶面HO-μ3-AlⅥ,Al2O3纳米片表面有4种类型的羟基,分别归属于（111）晶面HO-μ3-AlⅥ、HO-μ2-AlⅥ和（110）晶面HO-μ2-AlⅥ和HO-μ3-AlⅥ。     

工业应用γ-Al_2O_3载体表面酸性与微观结构的关系

以3种工业应用γ-Al2O3载体为研究对象,应用XRD、NMR、TEM、吡啶吸附-脱附等技术分析其表面性质与微观结构,并探索γ-Al2O3载体表面酸性与微观结构的关系。结果表明:3种γ-Al2O3晶粒表面分别为(110),(100),(111)晶面;氧化铝-1(110),(100),(111)晶面所占比例分别为68%,6%,26%;氧化铝-2(110),(100),(111)晶面所占比例分别为63%,19%,18%;氧化铝-3(110),(100),(111)晶面所占比例分别为59%,19%,22%;γ-Al2O3表面晶面比例的不同导致其具有不同的表面酸性,氧化铝-1(110)晶面含量较高,其强酸和中强酸含量相对较高;氧化铝-2、氧化铝-3(100)晶面含量较高,其弱酸含量相对较高。     

氧化铝的表面酸性与在合成乙胺反应中的活性

应用吸附吡啶的红外光谱测定了11种国产氧化铝的表面酸性。结果表明,氧化铝上只有 Le-wis 酸(L 酸)中心,没检测出 Br(?)nsted 酸(B 酸)的红外吸收峰;红外吸收光谱随脱气温度的变化结果表明,Al_2O_3表面有两种强度不同的 L 酸中心;不同氧化铝表面酸量也不同,在合成乙胺反应中的活性和选择性随氧化铝表面酸性增大而升高。本工作还测定了η-Al_2O_3的表面 OH 基,观测到3785、3740和3710cm~(-1)三个吸收带,吸附吡啶后,3740cm~(-1)吸收带消失,表明该 OH 础为酸性羟基。     

氧化铝表面钛改性的机理分析

用钛对氧化铝表面进行改性,制备了不同钛含量的钛改性氧化铝载体;通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线荧光（XRF）等方法表征了氧化钛在氧化铝载体表面的状态;通过傅里叶变换红外吸收光谱（FT-IR）研究了钛改性后氧化铝载体表面羟基的变化。结果表明：钛均匀负载在氧化铝表面;波数在3 725 cm-1处的红外振动吸收峰是氧化铝载体表面弱酸性的四面体-八面体桥连羟基,当钛负载时,钛优先取代该桥连羟基上的氢离子,而后逐渐取代其它羟基上的氢;钛改性对波数在1 000~2 000 cm-1范围内氧化铝的中强L酸位和弱L酸位也有一定影响。     

加氢预处理催化剂载体酸性的红外光谱研究

本文用吡啶吸附红外光谱和升温脱附的方法,研究了以γ-Al_2O_3为主要成份的载体表面酸性,观察了γ-Al_2O_3和超稳 Y 型沸石(USY)的表面羟基。吸附吡啶的红外光谱表明,γ-Al_2O_3及不含 USY 的样品表面酸主要以非质子酸(L 酸)形式存在,超稳 Y 型沸石(USY)及其和γ-Al_2O_3配制的样品含有非质子酸(L 酸)和质子酸(B 酸)两种类型,还讨论了升温脱附过程中光谱变化规律。     

NH4HCO3水热处理对氧化铝孔结构与表面性质的影响

分别对硫酸铝-偏铝酸钠法制备氧化铝过程中形成的滤饼、水合氧化铝及氧化铝进行NH_4HCO_3水热处理,并应用XRD、FT-IR、SEM、N_2吸附-脱附、吡啶吸附-脱附等技术分析NH_4HCO_3水热处理对氧化铝孔结构与表面性质的影响。研究发现,不同阶段物料经NH_4HCO_3水热处理后可提高氧化铝的可几孔径及不同程度降低氧化铝表面总酸、弱酸、中强酸含量,并改变氧化铝表面羟基结构。其中,滤饼经NH_4HCO_3水热处理后制得的氧化铝与未处理氧化铝相比,可几孔径由5nm左右提高至8nm左右,孔容及比表面积略有降低,表面总酸量由0.47mmol/g降低至0.30mmol/g。不同阶段物料经NH_4HCO_3水热处理后都形成了微米级棒状氧化铝,由于微米级棒状氧化铝的生成从而影响氧化铝孔结构与表面性质。     

双重孔分布氧化铝载体及加氢脱金属催化剂结构与性质研究

对含有微米级孔道γ-Al 2O 3载体进行碳酸氢铵水热改性处理,制备双重孔分布氧化铝载体,并以该氧化铝为载体制备加氢脱金属催化剂,应用SEM、N 2吸附-脱附、TPR、Raman、原位CO吸附等技术表征氧化铝载体及加氢脱金属催化剂的结构与性质。实验结果表明,改性处理后,γ-Al 2O 3载体表面及微米级孔道中交织生长微米级棒状结构γ-Al 2O 3粒子,使氧化铝载体具有集中的10~15 nm孔道分布和适宜的1~2μm孔道含量。与未改性氧化铝载体相比,以改性处理后的氧化铝为载体制备的加氢脱金属催化剂的程序还原峰温降低,催化剂中八面体钼的相对含量和Ni-Mo-S活性位数量增加,加氢脱金属活性和加氢脱氮活性明显提高。     

焙烧温度对Al2O3微观结构和表面酸性的影响

以拟薄水铝石为前躯体,经不同温度焙烧制备Al2O3载体,利用XRD、FTIR、HRTEM等技术对其化学性质及微观结构进行表征,研究了焙烧温度对Al2O3化学性质及微观结构的影响规律。结果表明：随着焙烧温度的升高,Al2O3载体酸量总体呈下降趋势;500～800 ℃焙烧时,所得载体为γ-Al2O3,其微观结构为层状或褶皱的片层,较高焙烧温度（700、800 ℃）下,载体为规则有棱角的片状结构,晶粒大小变化不大;焙烧温度为900 ℃时,所得Al2O3有部分δ相形成,形貌呈较大片状。Al2O3表面（110）晶面占主导地位,焙烧温度为700 ℃时,所得Al2O3的（110）面暴露比例最高。     

轻质烷烃异构化催化剂的酸性质

运用FT-IR光谱和紫外分光光谱测定了吡啶在丝光沸石异构化催化剂表面的B酸和L酸中心上特征吸收峰的吸光系数: εL=2.010±0.133cm~2/μmol; εB=0.279±0.012cm~2/μmol。求取了几种部分脱铝丝光沸石样品的表面酸分布。并用吡啶的吸附重量法实验结果验证了所建立的测试方法的可靠性。讨论了铵型丝光沸石脱铵过程中结构羟基的形成情况,并用吡啶、六氢吡啶作探针,研究了羟基的性质。实验结果表明丝光沸石主孔道中结构羟基是沸石上质子酸中心的主要供体。     

固相法合成梯度孔γ-Al_2O_3及其形成机制

以硝酸铝和碳酸氢铵为原料、PEG-400为形貌诱导剂,采用低温固相反应,在温和条件下制备出棒状碳酸铝铵(AACH),AACH焙烧后形貌和尺寸经拓扑转化,得到具有开放性孔道结构、高比表面积和大孔容的梯度孔γ-Al2O3。采用XRD、BET、SEM方法对AACH和梯度孔γ-Al2O3进行了表征。考察了棒状AACH在热转化过程中物相和形貌的改变以及形貌诱导剂PEG-400对梯度孔γ-Al2O3织构性能的影响,探讨了梯度孔γ-Al2O3的形成机制。结果表明,通过调节PEG-400的用量可调变AACH的形貌,从而可调控γ-Al2O3纳米粒子的形貌,最终得到比表面积高达422.1m2/g、孔容为1.90mL/g的梯度孔γ-Al2O3。梯度孔γ-Al2O3中,3~6nm尺寸的孔由棒状AACH焙烧产生气体的扩孔作用形成,10~35nm尺寸的孔由棒状γ-Al2O3纳米颗粒堆积形成。     

不同硅铝比的超稳Y沸石的酸性及其催化性能

本文用NH_3-TPD(氨的程序升温脱附)和FT-IR研究了三种不同硅铝比的超稳Y沸石的酸性质,并以正十六烷为探针反应研究了它们的催化性能。NH_3-TPD 结果表明:随着深床焙烧脱铝程度的加深,两种强弱不同的酸中心均同时逐步减小。弱酸中心的强度不随硅铝比而改变,但强酸中心的强度随硅铝比增加而逐渐变弱,说明提高焙烧温度和增加焙烧次数有利于与强酸位相应的骨架铝的脱除。IR 结果表明,与铝关联的羟基随着脱铝明显减少;相反,Si-OH 则随着脱铝而逐渐增强。在高硅铝比的样品中,与此波数相应的羟基中有一部分具有酸性。另外,随着脱铝的增加,B 酸浓度明显地减小,而 L 酸的浓度略有增加;说明在超稳化过程中,脱羟基在脱铝和脱羟基两者之中占主导地位。低硅铝沸石的 B 酸约占总酸的85%,而在高硅沸石中 B 酸和 L 酸各占50%。在酸强度方面各样品的 B 酸和 L 酸的强度是均匀的,高硅铝比的 B 酸较低硅铝比的强。各样品的 B酸的酸强度较 L 酸弱。正十六烷裂解反应的结果表明,脱铝程度的增加有利于稀烃和芳烃的形成和液收的提高。     

热分解型HZSM—5沸石表面结构羟基的红外光谱行为

<正> 红外光谱已广泛应用于催化剂表面性质的研究。在固体酸催化剂的研究方面主要有两大内容:表面酸性的测定;表面羟基的研究。酸性与固体酸催化剂的活性有关。研究固体酸的方法很多,但有效地鉴定酸类型的却只有红外光谱法。固体酸表面的结构羟基同酸性及催化剂活性均有密切关系。研究表面羟基的结构性质,对研究催化过程有重要意义。我们用红外光谱法研究了热分解型HZSM—5沸石,发现在乙胺合成的HZSM—5沸石上至少存有三种不同类型的羟基。吡啶吸附的红外光谱表明,3605cm~(-1)的谱带可以作为质子酸的表征,而以3740cm~(-1)谱带为代表的羟基,以氢键方式与吡啶结合。本实验还表明,在沸石上可能存在两种不同的L酸中心。900℃焙烧后,尽管沸石的晶格依然完好,但所有的羟基谱带场已消失,重     

具有高密度钼的加氢处理催化剂及其制备方法

正该加氢催化剂包含氧化铝基载体、至少一种ⅥB族金属、至少一种Ⅷ族金属和磷,催化剂比表面积为20~150m~2/g;ⅥB族金属的密度(用ⅥB族的金属的原子数/单位催化剂表面积表示)为7~30/nm~2催化剂;将ⅥB族、Ⅷ族金属和磷浸渍到载体上得到浸渍的催化剂前驱物,然后在低于200℃的温度下干燥该催化剂前驱物,随后不进行焙烧。     

大孔γ-氧化铝的制备及其表征

以Al Cl3·6H2O为铝源、碳酸铵为沉淀剂、无水乙醇为溶剂,采用水热法制备了纳米γ-Al2O3。考察了CO32-与Al3+的摩尔比(RAl)和无水乙醇用量(Val)对γ-Al2O3形貌和孔结构的影响。并利用XRD、SEM、TEM、TG-DSC、N2吸附-脱附、吡啶吸附FTIR等手段对试样进行表征。实验结果表明,RAl和Val对γ-Al2O3的形貌和孔结构均有较大影响,当RAl=2、Val=50 m L时,合成了具有高结晶度、高纯度,且具有规整条状形貌的大孔γ-Al2O3;大孔γ-Al2O3的表面积高达273 m2/g、孔体积高达0.94 cm3/g、孔径集中分布在15~80 nm;大孔γ-Al2O3表面总酸量为0.255 mmol/g、中强酸为0.096 mmol/g,未出现强酸分布。     

硅铝比对HZSM-5分子筛催化正丁烷裂解反应性能的影响研究

利用原位红外光谱法对不同硅铝比的HZSM-5分子筛催化剂进行表征,并在微反评价装置上对不同硅铝比分子筛催化正丁烷高温裂解活性进行评价,揭示了HZSM-5分子筛“硅铝比-活性位性质-催化性能”三者之间的关系。结果表明,硅铝比［n（SiO2）/n（Al2O3）］分别为38和200的HZSM-5分子筛表面活性位类型、数目和强度均存在巨大差异。HZSM-5-38分子筛表面存在较多的强酸性的硅铝桥键羟基和非骨架铝羟基,而HZSM-5-200分子筛表面仅存在少量的弱酸性或不具酸性的微孔内邻位孤立硅羟基和外表面孤立硅羟基。HZSM-5-200分子筛表现出更高的低碳烯烃收率,因而较低的酸密度和酸强度有利于多产烯烃。     

绿泥石与土酸、氟硼酸反应实验研究

研究了美国标准矿物绿泥石与7种常用酸(5%HCl,5%HCl 0.5%HF,5%HCl 1.0%HF,0.5%HF,1%HF,8%HBF,5%HCl 7%HBF4)在60℃下的反应.发表了反应0.5、1.0、2.0、12.0 小时后7种反应液中可溶硅、可溶铝的浓度(mg/L)和绿泥石的溶蚀率数据.一般而言,可溶硅浓度在0.5小时,可溶铝浓度在2小时即达到最大值;可溶硅、可溶铝浓度在盐酸反应液中很低,在氟硼酸反应液中随反应时间延长而升高,在复合酸和氢氟酸反应液中在不同程度上出现下降或波动,表明有二次沉淀.绿泥石的12小时溶蚀率,在1/5和0.5/5土酸中最高(28.68%,22.50%),在5%盐酸和复合氟硼酸中次之(20.83%,17.75%),在氟硼酸(6.81%)和土酸(～2%)中很低.用能谱电镜检测,与1/5土酸、复合氟硼酸反应2小时后的绿泥石表面,Si的质量分数大幅增大,Al、Fe的质量分数大幅减小,新出现F,证实有硅酸盐和氟化物沉积.绿泥石与各种酸液反应12小时后.(001)和(002)晶面衍射峰形和峰位不变,与氟硼酸特别是复合氟硼酸反应后,两晶面衍射峰高度降低,在2θ=15.8°和18.2°处出现新衍射峰,表明有新矿物生成或发生了矿物转化.图1表3参3.     

色谱法和红外光谱法测定氧化铝的表面酸性

利用气相色谱和红外光谱的胺吸附法进行了氧化铝表面酸性(酸度、酸的类型、酸强度分布)的测定。色谱法测定结果表明:氧化铝的制备方法和处理条件对表面酸性有明显的影响,制备方法不同其酸度也有差异。随着灼烧温度的提高,氧化铝酸度先增加而后降低,分别在400—700℃之间出现两个酸度极大值。另外用2,6-二甲基吡啶测定了路易斯酸中心存在下的质子酸。证明氧化铝为路易斯酸类型。由红外光谱亦看出,在1455cm~(-1)处出现明显的特征吸收峰,也证明氧化铝是路易斯酸中心。从氧化铝的酸强度分布可以看出,其表面酸的强度分布是很不均匀的。     

钨基催化剂上钨的分散性和加氢脱氮性能

采用浸渍法和干混法制备了一系列负载钨的层柱分子筛催化剂 (W /Al-CLM)和对比用的负载钨的γ -Al2 O3催化剂 (W/γ -Al2 O3 )。研究了W/Al-CLM和W /γ -Al2 O3 两种催化剂表面上钨的分散情况 ,测定了W /Al-CLM和W /γ -Al2 O3 两种催化剂的吡啶加氢脱氮微反活性 ,比较了W /Al-CLM和W /γ -Al2 O3 两种催化剂的钨的分散性和加氢脱氮活性 ,分析了规律性。氨水处理可以溶去催化剂上所有晶相钨物种 ,改善了钨物种在载体表面上的分散性 ,催化剂上不溶于氨水并呈单层分散的表面钨物种是加氢脱氮活性中心。