固体超强酸S_2O_8~(2-)/TiO_2-WO_3的制备及其催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了固体超强酸S2O82-/TiO2-WO3,并对其进行了XRD与IR表征,用乙酸乙酯合成模型反应考察了其催化性能,系统研究了WO3的含量、焙烧温度等制备条件对S2O82-/TiO2-WO3性能的影响。实验表明:在(NH4)10W12O41.xH2O质量分数为5.0%、焙烧温度为500℃条件下通过溶胶-凝胶法制备的固体超强酸S2O82-/TiO2-WO3,其载体为微细且晶格不太完整的锐钛矿型TiO2,比表面积较大,具有比浸渍法制备的SO42-/TiO2更高的硫含量和更强酸性,并具有较高的催化酯化活性和稳定性,在反应条件为:醇酸摩尔比1.48∶1、催化剂用量为冰醋酸的6.0%、反应时间2.0h,乙酸转化率可达74.1%(不加分水器)。催化剂在无需任何再生的条件下重复使用,活性下降趋势平缓,显示良好的稳定性。     

复合固体超强酸SO_4~(2-)/Fe_2O_3-MoO_3催化合成乙酸辛酯

以硝酸铁和钼酸铵为原料,柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法,制备固体超强酸SO_4~(2-)/Fe_2O_3-MoO_3。催化剂制备的最佳条件为:浸泡液浓度为0.5mol/L,焙烧温度为350℃,焙烧时间为3.5h。用该催化剂通过正交试验合成乙酸辛酯的最佳条件为:酸醇摩尔比为1.35∶1.0,催化剂用量为0.8g(以0.15mol正辛醇为准),带水剂用量为12mL,反应时间为2.5h,其酯收率可达95%以上。     

Mo~( 6)掺杂制备SO_4~(2-)/TiO_2/MoO_3固体超强酸催化合成氯乙酸异辛酯

以氯乙酸和异辛醇为原料,用Mo 6掺杂制备SO2-4/TiO2/MoO3的固体超强酸催化剂催化合成氯乙酸异辛酯,研究了酯化反应的优化条件。当n(异辛醇):n(氯乙酸)为1.1∶1;催化剂用量为反应物料质量的2.0%时,反应时间90min,氯乙酸异辛酯的收率达到95.5%。     

固体超强酸S_2O_8~(2-)/Fe_2O_3-MoO_3催化合成丁醛乙二醇缩醛

以硝酸铁和钼酸铵为原料,柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法,制备固体超强酸催化剂S2O82-/Fe2O3-MoO3。催化剂制备的最佳条件为:浸泡液浓度为0.5 mol/L,焙烧温度为350℃,焙烧时间为3.0 h。用该催化剂通过试验合成丁醛乙二醇缩醛的最佳条件为:醇醛摩尔比为1.5∶1.0,催化剂用量为0.6 g,带水剂用量为10 mL,反应时间为1.0 h,缩醛收率可达89.3%以上。     

稀土掺杂固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2催化合成二芳基乙烷的研究

研究了以稀土元素Sm、Nd、Y对固体超强酸SO2-4/TiO2进行改性,并用于催化合成二芳基乙烷,考察了影响反应的因素。结果表明,稀土掺杂固体超强酸SO2-4/TiO2/REn+具有催化性能高、性能稳定且连续催化活性基本保持不变的优点。最佳实验条件为:苯乙烯与二甲苯之比为1∶7.5,催化剂用量为1%(总投料质量分数),反应时间为3小时,反应温度为回流温度,产率可达96.7%。     

含铈固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2-CeO_2催化合成乙酸丁酯的研究

以固体超强酸 SO42 - / Zr O2 - Ce O2 作催化剂 ,冰醋酸和正丁醇为原料合成了乙酸丁酯。采用正交实验法对影响反应的因素进行了考察。结果表明 :最佳反应条件为 n(醇 )∶ n(酸 ) =2∶ 1,催化剂用量为反应混合物总量的 1.5 %(质量分数 ) ,反应时间为 3h,酯化率可达 92 .6 %。     

高活性Mn_2O_3制备尖晶石LiMn_2O_4及其性能研究

尖晶石LiMn_2O_4是当前最具研究价值的锂离子电池正极材料之一。采用碳酸锰热解法制备高活性Mn_2O_3粉末作为尖晶石LiMn_2O_4的前驱体,探究锰锂比对高温固相法合成尖晶石LiMn_2O_4的影响。利用热重分析(TG-DSC)及热力学分析确定碳酸锰热解制备前驱体高活性Mn_2O_3的最佳热解条件:热解温度为600℃时,制备出结晶性能良好、无杂质、分散均匀的Mn_2O_3粉末。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试对尖晶石LiMn_2O_4的结构、形貌和电化学性能进行表征。结果表明,随着锂锰比增加,产物的结构、形貌和电化学性能均有所改善和提高。锂源的添加量决定了尖晶石LiMn_2O_4结构、形貌,当Mn∶Li=2. 0∶1. 2时,尖晶石LiMn_2O_4样品的结晶形态完善,表面光滑,颗粒均匀,且无杂质;在0. 5C下,其首次充电比容量达到117. 6 mAh·g~(-1),放电比容量为114. 8 mAh·g~(-1)。循环100周后容量保持率达到91. 8%。在高倍率放电下,仍保持较高的放电比容量和较好的循环性能。     

CeO_2-Pr_6O_(11)-La_2O_3-Nd_2O_3固溶现象的研究

本文研究了稀土盐类混合物及其与氧化镧的混合物分别加入草酸,并在适当温度下焙烧所得产物的结构。本研究结果已应用于某些稀土催化剂和抛光粉的分析中。     

H_2O_2-Fe_2(SO_4)_3-H_2SO_4体系中辉铜矿的浸取研究

以H_2O_2和Fe_2(SO_4)_3为氧化剂、NaCl为助浸剂,在H_2SO_4溶液中浸出辉铜矿中的铜。结果表明,在反应温度85℃,反应时间180 min,H_2O_2、Fe_2(SO_4)_3、NaCl、H_2SO_4浓度分别为0.2、0.25、0.5、0.5mol/L的条件下,铜浸出率可达94.33%。采用XRD和EDS等手段对不同反应时间浸出残渣进行了表征与分析,初步揭示了辉铜矿浸取反应历程。     

机械合金化制备(Al_2O_3+Gr)/Cu复合材料的性能

采用机械合金化制备Al2O3、Gr(石墨)双相强化Cu基复合材料((Al2O3+Gr)/Cu),研究球磨时间对复合材料组织与性能的影响。结果表明:球磨时间为9 h时,细长条状的Gr和纳米Al2O3颗粒弥散分布在Cu基体中,(Al2O3+Gr)/Cu复合材料具有最佳的综合性能,相对密度、硬度、导电率、摩擦系数和体积磨损率分别为95.3%、142 HV、39.8%IACS、0.15和1.4×10-3mm3/m;球磨时间对(Al2O3+Gr)/Cu复合材料的摩擦系数影响较小,体积磨损率则随着球磨时间的延长先增大后减小,与Al2O3/Cu复合材料相比,(Al2O3+Gr)/Cu复合材料具有优良的减磨耐磨性能。     

铈改性固体超强酸SO2-4/Sb2O3的制备及催化性能研究

以SbCl3为原料经醇化水解制 Sb2O3前体氧化物,通过浸渍一定量的(NH4)2SO4和掺杂Ce4+制备了一种新型催化剂SO42-/ Sb2O3/Ce4+ .以催化合成乙酸苄酯为探针反应,考察了(NH4)2SO4的浓度、Ce(NO3)4 的浓度、焙烧温度等因素对其催化性能的影响,并采用IR、TG/DTA、Hammett法等对其进行表征.结果表明,1.5 mol·L-1的(NH4)2SO4和含Ce(NO3)4 2.8%的混合液浸渍锑前体氧化物,经110℃烘干后,于350℃焙烧2 h所得的催化剂活性最好,其酯化率达到97%..     

储氧材料CeO_2-ZrO_2-La_2O_3-Pr_6O_(11)的制备与表征

采用共沉淀法制备了稀土复合氧化物CeO2-ZrO2-La2O3-Pr6O11储氧材料,通过调节分散剂和表面活性剂浓度、改变工艺参数,得到了比表面积大和高温抗老化能力强的储氧材料,并对该材料进行表征。结果表明,该材料铈、锆、镧、镨的摩尔比约为40∶50∶5∶5;粒径分布D10=1.508μm,D50=3.348μm、D90=6.824μm,材料的新鲜比表面积和1 000℃老化4h后的比表面积分别达到了101.5m2/g和40.21m2/g,具有优异的抗高温老化能力。     

Na_3AlF_6-Al_2O_3-La_2O_3熔盐体系熔点数学模型的研究

采用冷却曲线法测定了Na_3AlF_6-Al_2O_3-La_2O_3熔盐体系的熔点,并导出了该体系熔点的数学模型,经计算机计算绘出了熔点的等值图。结果表明,该体系的熔点随Al_2O_3和La_2O_3浓度的增加而下降,二者的影响很相近。     

Na_3AlF_6-AlF_3-LiF-MgF_2-La_2O_3-Al_2O_3熔盐体系密度的研究

采用阿基米德法研究温度、单一或混合添加La_2O_3与Al_2O_3对Na_3AlF_6-AlF_3-LiF-MgF_2熔盐体系密度的影响,并用最小二乘法建立了密度数学模型,确定了熔盐密度与温度、 La_2O_3与Al_2O_3加入量之间关系的回归方程,为了使熔盐与所制备的La-Al中间合金液的有效分离,从熔盐密度的角度分析了电解制备La-Al中间合金时的合理电解温度与氧化物加入量。研究结果表明:熔盐密度随温度的上升或Al_2O_3加入量的增加呈现线性降低的趋势,却随着La_2O_3加入量的递增而线性增加;当(质量分数)w_(La_2O_3)∶w_(Al_2O_3)=1∶9时,熔盐密度随La_2O_3-Al_2O_3混合氧化物加入量的增加而线性下降,当w_(La_2O_3)∶w_(Al_2O_3)=3∶7, 1∶1或7∶3时,密度却随La_2O_3-Al_2O_3混合氧化物加入量的增加而线性增加;在温度为905～1055℃, La_2O_3与Al_2O_3加入量分别为0%～5%, 0%～10%(质量分数)的研究范围内,熔盐密度(ρ)与温度(t), La_2O_3, Al_2O_3含量之间的关系为:ρ=3.0231-0.0011t+0.0260w_(La_2O_3)-0.0053w_(Al_2O_3),从而可以确定电解制取La-Al中间合金较为理想的Na_3AlF_6-AlF_3-LiF-MgF_2-La_2O_3-Al_2O_3熔融体系温度应控制在965～995℃之间,氧化物的加入量应满足条件w_(La_2O_3)+w_(Al_2O_3)9%,w_(La_2O_3)∶w_(Al_2O_3)1。     

Zn-NH_3-CO_3~(2-)-H_2O_体系的热力学研究

综合考虑Zn—NH_3—CO_3~2-—H_2O体系中的各种平衡,利用施多姆法解此复杂平衡体系的高次方程,使用BASIC语言编制PC—1500型袖珍电子计算机电算程序。在该型袖珍计算机上进行运算并绘出“各种锌络合离子分布系数的对数随pH值变化图”、“Zn—NH_3—CO_3~2-—H_2O系锌的饱和溶解度曲线”及“Zn—NH_3—CO_3~2-—H_2O系电位—pH图”,取得较为满意的效果。本文研究内容对菱锌矿（ZnCO_3）氨浸法生产氧化锌具有理论指导意义。     

微波辐射法合成Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料及性能研究

以Gd_2O_3、Eu_2O_3和NH_4HSO_4为原料,采用微波辐射法合成了Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料。并用X射线衍射仪、扫描电镜、荧光光谱仪对所得发光材料的物相、形貌和发光性能进行了表征。结果表明,微波辐射30 min可以合成纯相Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料,晶体结构为正交晶系,与Gd_2O_2SO_4结构相同;其形貌不规则,存在团聚现象;Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料呈红光发射,发射光谱由一系列铕离子的~5D_0→~7F_j(j=0,1,2,3,4)能级跃迁的尖峰组成,激发光谱主要由处于200 nm～350 nm的宽激发带和位于397 nm和466 nm的窄激发带组成。     

Al~(3+)掺杂LiMn_2O_4的制备及高温循环性能研究

采用沉淀法合成LiMn_(2-x)Al_xO_4(x=0.01,0.05,0.10,0.20),pH的范围为10.5~10.6,搅拌速度为350 r/min,水浴温度为55℃,分两次烧结.首次煅烧温度为680℃,保温时间为18 h;第二次煅烧温度为850℃,保温时间为18 h.利用X射线衍射、扫描电子显微镜和电化学方法测试最终产物.测试结果表明:Al~(3+)的掺入有效地改善了LiMn_2O_4的高温循环性能,使其高温循环容量衰减得到了有效的抑制,尤其当Al~(3+)的掺入量为0.05时,有比其他掺杂量更优的性能.     

Eu~(3+)掺杂In_2O_3纳米纤维的制备及其发光性能研究

利用静电纺丝和高温煅烧相结合的方法制备了一维Eu~(3+)掺杂In_2O_3无机纳米纤维,并对其发光性能和发光机理进行研究。借助SEM、TG、XRD和EDX对样品的形貌、热分解、晶相和成分进行分析,利用荧光分光光度计测试了样品在室温下的光致发光性能。结果显示,静电纺Eu~(3+)掺杂前驱体纤维成型良好,经700℃煅烧5 h制备的In_2O_3∶Eu~(3+)纳米纤维仍保持纤维状形貌,但纤维直径与前驱体纤维相比明显减小;样品XRD衍射峰均与立方铁锰矿型In2O3的衍射峰一致,没有出现Eu_2O_3的衍射峰,样品EDX能谱分析表明煅烧后样品中含有In、O、Eu元素,且Eu含量与实际掺杂浓度接近。样品的室温发射光谱显示,经290 nm光激发后,在597 nm、612 nm和629 nm处出现Eu3+的发射峰,其中612 nm处的发射峰强度最大。     

模板法制备La_2O_3-Ce_xZr_(1-x)O_2催化酯交换反应的研究

以松木屑为模版,制备了La_2O_3-Ce_xZr_(1-x)O_2复合氧化物,用于催化餐饮废弃油合成生物柴油的酯交换反应。采用BET比表面积分析仪、扫描电子显微镜(SEM)对La_2O_3-Ce_xZr_(1-x)O_2进行表征。研究不同制备方法对催化剂活性的影响,分析不同的反应条件对酯交换反应产率的影响。结果表明:当反应条件为x=0.5,催化剂量为餐饮废油质量的5%,甲醇与餐饮废油物质的量的比为54∶1时,在165℃下反应4.5h左右,酯交换反应获得生物柴油的产率为91.1%。     

溶胶-凝胶法制备Y_2Zr_2O_7:Tm~(3+)及其发光性能研究

以柠檬酸为络合剂采用溶胶-凝胶法制备了(Y1-xTmx)2Zr2O7(x=0.005,0.01,0.03,0.05)荧光粉.采用X-射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱仪分别检测了Y2Zr2O7∶Tm3+的晶体结构、颗粒形貌以及样品的荧光光谱.XRD图谱表明,所得到的产物Y2Zr2O7∶Tm3+为单一相的萤石结构,而且Tm3+的掺杂并没有改变其晶体结构.荧光光谱的测试表明,在359 nm波长的紫外光激发下,1000℃下烧结的(Y1-xTmx)2Zr2O7(x=0.01)样品的发光性能最好,发射峰对应于Tm3+的1D2→3F4跃迁和1G4→3H6跃迁,并对其发光机理进行了探讨.样品在454nm处的发光强度随Tm3+离子掺杂浓度的增加先升高后降低,即出现了浓度猝灭的现象,当Tm3+掺杂浓度摩尔百分比为1%时,样品的发光强度达到最大.