纳米α-Al_2O_3粉体的制备及表征

用碱式碳酸铝铵(AACH)热解法成功制备了纳米α-A12O3粉体。差热-热重和XRD分析结果表明,1200℃的温度下AACH前驱体可完全转变为α-A12O3;扫描电子显微镜观察结果表明所合成的纳米α-A12O3粒径约70~100 nm。     

CuO-ZnO-γ-Al_2O_3催化剂的制备及应用

采用液相沉淀包覆法制备了以γ-Al2O3为核相的CuO-ZnO-γ-Al2O3复合催化剂,考察了不同制备方法对复合催化剂结构性质的影响。采用X射线衍射(XRD)、CO2程序升温脱附(CO2-TPD)和N2吸附脱附(BET)等手段对几种复合催化剂进行了分析表征。结果表明,制备方法对复合催化剂物化性质影响较大。采用传统共沉淀法制得的复合催化剂γ-Al2O3结晶度,比表面积及表面碱性均较低,而采用液相沉淀包覆法制得的复合催化剂γ-Al2O3结晶度较好,具有较大的比表面积和总碱量。     

γ-Al_2O_3/α-Al_2O_3陶瓷中空纤维纳滤膜制备与分离性能

采用溶胶-凝胶法对平均孔径为230 nm的α-Al_2O_3中空纤维陶瓷基膜改性,利用浸渍提拉法制备得到了平均孔径为1.6 nm,切割分子量为4000 Da的γ-Al_2O_3/α-Al_2O_3陶瓷中空纤维纳滤膜,讨论了操作压力、盐浓度、进料液p H值对膜性能的影响,以及膜对不同无机盐(氯化纳、氯化钙和硫酸钠)与不同染料(506 Da的维多利亚蓝B、408 Da的结晶紫、800 Da的甲基蓝和327 Da的甲基橙)的分离性能。研究结果表明,荷正电的维多利亚蓝B和结晶紫截留率分别为98.2%和96.3%,荷负电的甲基蓝和甲基橙截留率分别为89.7%和35.7%,因而γ-Al_2O_3/α-Al_2O_3陶瓷中空纤维纳滤膜为荷正电膜。     

CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化氧化性能

采用溶胶-凝胶法与浸渍法制备以γ-Al_2O_3为载体的负载型CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂,考察了焙烧温度对催化活性的影响及污染物甲苯中水蒸气的掺杂对去除率的影响。结果表明,在500℃焙烧制备的CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的低温催化性能,甲苯去除率达95%以上。甲苯废气中水蒸气对催化剂的催化性能具有较大干扰。催化活性与催化剂表面孔隙结构及晶相类型相关。     

CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化氧化性能

采用溶胶-凝胶法与浸渍法制备以γ-Al_2O_3为载体的负载型CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂,考察了焙烧温度对催化活性的影响及污染物甲苯中水蒸气的掺杂对去除率的影响。结果表明,在500℃焙烧制备的CuO-TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的低温催化性能,甲苯去除率达95%以上。甲苯废气中水蒸气对催化剂的催化性能具有较大干扰。催化活性与催化剂表面孔隙结构及晶相类型相关。     

低成本大比表面积γ-Al_2O_3的制备

以廉价无机铝盐硫酸铝为原料,氨水为沉淀剂,十二烷基硫酸钠为添加剂,采用简单沉淀法制备得到较大比表面积γ-Al_2O_3。通过N_2低温物理吸附-脱附、X射线衍射、红外光谱、热重、元素分析、扫描及透射电镜等,研究制备过程中沉淀温度、溶液pH值和添加剂用量对产物γ-Al_2O_3及其前驱体的晶相结构、形貌织构等性质的影响。结果表明,在沉淀温度75℃、硫酸铝浓度0. 25 mol·L~(-1)、溶液pH=9. 0、老化时间12 h和n(十二烷基硫酸钠)∶n[Al_2(SO_4)_3]=0. 375∶1条件下,所得前驱体(拟薄水铝石)经600℃焙烧后,可获得大比表面积(416. 65 m~2·g~(-1))γ-Al_2O_3,并且样品中因十二烷基硫酸钠添加,引入的S及Na等杂质含量极少。     

制备高纯度α-Al_2O_3粉体的工艺研究

以硝酸铝和碳酸铵为原料,采用化学沉淀法,在不同硝酸铝浓度下制备Al2O3的前驱体Al(OH)3,再经不同温度煅烧得到Al2O3粉体。利用TG-DTG、XRD、BET及SEM等分析手段对粉体的性能进行了表征。结果表明,煅烧温度对Al2O3的晶型有着重要的影响,硝酸铝浓度为0.1 mol/L时制备出的粉体分散性较好,经1 200℃煅烧能制备出纯度较高的形貌类似球形的α-Al2O3粉体。     

介孔纳米γ-Al_2O_3粉体对Cl~-的吸附性能研究

用自制的介孔纳米γ-Al2O3对包钢总排回水进行了吸附处理。探讨了吸附剂投加量、吸附时间、pH值等不同因素对废水中Cl-的吸附效果的影响,并在此基础上通过L9(33)正交实验确定了最佳的Cl-去除条件。实验结果表明,γ-Al2O3对水中Cl-的去除率随溶液pH值的降低而升高,吸附反应在25min左右达到平衡,去除率最高可达20%,正交实验表明pH值5、投加粉末量0.03g/mL、振荡时间20min时Cl-的去除率最高可达54.53%,氯离子剩余浓度小于112mg/L,可达到国家净环水水质标准(120mg/L)。     

溶剂热法制备一维γ-Al_2O_3

采用H2O2直接沉淀铝酸钠溶液,再经过不同的溶剂热处理得到不同形貌的一维纳米γ-Al2O3结构。产物经过XRD、TEM和FT-IR表征,结果表明,以水热法制备的γ-Al2O3呈规则的长条形薄片,薄片的平均直径为40~80 nm,长度为100~200 nm;以醇热法制备的γ-Al2O3呈纤维状结构,直径约为10~15 nm,长约100~120 nm;以吡啶作为溶剂所制备的γ-AlO呈针状结构,平均直径在3~5 nm,长约30~50 nm。     

γ-Al_2O_3转化为α-Al_2O_3的热力学分析

γ-Al2O3和α-Al2O3都是氧化铝的重要存在形式,都是催化剂的常用载体。γ-Al2O3在热力学上是不稳定的,经高温焙烧或研磨等可以转化为α-Al2O3。采用业界公认的热力学数据,首次对γ-Al2O3转化为α-Al2O3的热力学进行了分析。结果表明,在298.15~1000K范围内,这种相转变属于放热反应,且随温度升高,放热量增大;同时其自由能变化小于0,但随温度升高,自由能负值越来越小。这是因为这一相变反应为熵减过程。     

γ-Al_2O_3/活性炭复合材料的制备及除砷性能研究

以太西无烟煤基活性炭为载体,经浸渍、碱沉淀、加热、水洗、干燥等工序,在活性炭载体表面和孔内形成γ-Al2O3薄层,制备出了可处理含砷废水的γ-Al2O3/AC纳米复合活性炭,并利用物理吸附仪(BET)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICS)进行了表征;结果表明,实验用活性炭含有丰富的微孔结构,其中?4.0~80 mm活性炭对γ-Al2O3的负载量最高;复合活性炭平均孔径为1.012 nm,比表面积为1 294 m2/g,有效孔容为1.10 m L/g;在以NH3·H2O作为沉淀剂时,此活性炭对砷酸根离子的吸附量最高可达到13.6 mg/g,优于以Na OH作为沉淀剂制备的纳米复合材料。     

η-Al_2O_3与γ-Al_2O_3在CS_2催化水解反应中的性能比较

通过制备高纯度的前驱体湃铝石获得了η-Al_2O_3材料,采用XRD验证了η-Al_2O_3与γ-Al_2O_3在晶相结构上的差异,比较了两者的表面形貌、织构及酸碱性能,结果显示,η-Al_2O_3与γ-Al_2O_3的比表面积相当,但η-Al_2O_3具有更弱的弱碱位和较少的强碱位,并拥有丰富的中等强度酸性位。将η-Al_2O_3与γ-Al_2O_3作为催化剂应用于CS_2水解反应,结果表明,在(200～450)℃测试温度范围内,η-Al_2O_3催化剂对CS_2的水解活性始终优于γ-Al_2O_3,两种催化剂上CS_2反应的浓度效应也明显不同,推测与它们的酸碱性质影响了对CS_2的吸附能力有关,导致两者催化CS_2水解反应遵循了不同的机制。     

Co/Cu/γ-Al_2O_3催化剂制备及其性能

以钴盐为主催化剂,以铜盐为助催化剂,采用等体积浸渍法,以γ-Al_2O_3为载体,制备了Co/Cu/γ/-Al_2O_3催化剂,以对甲酚为原料对催化活性进行测试,并采用XRD、FT—IR、XPS和BET表征方法对催化剂的晶体结构、表面电子状态和比表面积进行表征,研究各种因素对催化活性的影响。结果表明,Co_3O_4为催化剂的活性组分,催化剂中活性组分未与载体发生强烈的相互作用,且其比表面积最大,有利于活性组分的分散。Co/Cu/γ-Al_2O_3催化剂最佳制备条件为:Co与Cu物质的量比为5:1,浸渍液质量浓度为6%,焙烧温度400℃,对羟基苯甲醛收率为41.5%。     

化学沉淀法制备纳米α-Al_2O_3粉体的研究

以Al(NO_3)_3和NH4HCO_3为主要原料,采用化学沉淀法制备纳米α-Al_2O_3粉末。研究了反应物的滴加顺序、滴定速度、溶剂中水与乙醇的体积比、表面活性剂及前驱体的煅烧温度和煅烧时间对纳米氧化铝粉体的晶粒尺寸和分散特性的影响,用XRD对粉末进行表征。结果表明,将硝酸铝溶液一次性加入到碳酸氢铵溶液中,可获得较小的纳米颗粒;反应体系中含有乙醇可以减轻团聚现象的产生。以PEG 6000为分散剂,硝酸铝与碳酸氢铵的物质的量之比为1∶8,采用将硝酸铝溶液一次性加入碳酸氢铵溶液的混合方式,溶剂中水与乙醇的体积比为1∶1的条件下制备的前驱体,在1135℃下煅烧2h,可获得平均晶粒尺寸为27.5 nm的纳米α-Al_2O_3粉末。     

热处理对γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3性质的影响

采用不同的焙烧温度和时间对γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3进行热处理,并采用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附和傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征手段,揭示了热处理条件对这两种Al_2O_3性质的影响规律,并结合表征结果分析了Al_2O_3的相变机理。结果表明,γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3在低温处理时具有一定的结构稳定性,高温下均向稳定的α相转变。低于相变温度处理两种Al_2O_3时,其比表面积和总孔容随焙烧温度的升高有所减少,但经长时间热处理仍保持较高的比表面积和总孔容。在高温条件下,γ-Al_2O_3在900℃转变为θ相,在1 200℃转变为α相;θ-Al_2O_3在1 100℃逐渐向α相转变,且随着焙烧时间增加,α相的含量逐渐增加,在1 200℃快速转变为单一的α相。两种Al_2O_3在高温条件下向α相转变时,孔结构完全坍塌导致比表面积和总孔容迅速降低,形成致密结构的α-Al_2O_3。     

Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂的制备及活性评价

分别以Ni(NO_3)_2·6H_2O和γ-Al_2O_3为二价和三价阳离子源,采用尿素水解法在γ-Al_2O_3载体上合成Ni-Al-LDH水滑石结构,并对其进行了XRD和FT-IR表征。以此为前驱体通过高温焙烧制得Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂。与等体积法制备的Ni/γ-Al_2O_3催化剂相比,Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂在甲烷干重整中不仅具有更高的催化活性,而且能够在一定程度上抑制逆水煤气反应。在反应温度为800℃,空速为48L·g~(-1)·h~(-1)的条件下,反应20h未失活,Ni-Al-LDH/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷和二氧化碳转化率较Ni/γ-Al_2O_3催化剂约高8%。     

Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3的CO氧化性能

采用柠檬酸络合法制备一系列不同铜铈比的Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂,用XRD、H2-TPR对其进行表征,采用连续固定床微反装置对Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂CO催化氧化活性进行评价。结果表明,Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂的XRD图谱中除归属于γ-Al_2O_3的晶相峰外,还出现CuO和CeO_2的晶相峰。高温水热引起活性组分CeO_2的晶粒聚集、长大和尖晶石结构CuAl2O4物质的生成;CuO-CeO_2之间的共生共存与相互作用,使得Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂中具有非完整结构的[Cu2+1-xCu+x][O1-12x12x]增多,Cu+离子和氧空位增多,有利于其H2-TPR还原峰温度向低温区偏移,有利于提高其CO的催化氧化活性,使得Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂的TCO50和TCO90降低。Cu与Ce物质的量比为5∶5制备的Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3-55催化剂的TCO50和TCO90分别降至最低的162℃和199℃,表明此时的Cu-Ce-O协同效应最佳;CuO-CeO_2二相的共生共存与相互作用有利于减少高温水热环境下活性组分的聚集和晶粒长大,有利于Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂能够保持较高的CO催化氧化活性。     

静电纺丝模板法制备γ-Al_2O_3纤维

以静电纺丝法制备的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)纤维为模板,以非水解溶胶-凝胶法制备的Al2O3溶胶为浸渍液,利用模板浸渍技术制备出Al2O3凝胶-PVP复合纤维,再经1 000℃煅烧制备出γ-Al2O3纤维。借助X射线衍射和扫描电镜研究了浸渍溶胶浓度、浸渍时间及浸渍次数对γ-Al2O3纤维物相组成及形貌的影响。结果表明:当Al2O3溶胶中铝离子浓度为0.1 mol/L、浸渍时间为30 s、浸渍1次时,合成的γ-Al2O3纤维表面平滑,连续性好,纤维直径达到0.22μm。     

超声波在γ-Al_2O_3载体制备中的应用

介绍了γ-Al2O3作为催化剂载体的优点和最新研究进展,同时介绍了超声波在化学合成领域中的发展过程以及超声波在γ-Al2O3载体制备过程中的作用机理。经过不同超声波反应条件制备的γ-Al2O3载体,其团聚程度,孔结构等性质均会发生不同程度的变化,能够对所制备载体的性质起到优化作用,从而提高催化剂的性能。     

高温固相法制备片状α-Al_2O_3粉体

以氟化铝作为烧结助剂,采用高温固相法制备片状α-Al_2O_3。研究了烧成温度、保温时间、氟化铝添加量对氧化铝晶型和形貌的影响。研究结果表明,当氟化铝添加量为10wt%时,不稳定晶型的氧化铝在900℃下完全转变为稳定的α-Al_2O_3,氟化铝可以显著降低氧化铝的晶型转变温度;随着氟化铝添加量的增多,氧化铝的形貌由絮凝状变为蠕虫状最终变成片状形貌。烧成温度1200℃、保温时间3 h、氟化铝添加量20wt%条件下,可以得到大而薄的片状氧化铝,但形貌比较不规则。