干燥与焙烧对介孔TiO_2微结构的影响

介孔材料由于具有独特的孔结构在不同领域得到了广泛的应用。采用溶胶-凝胶法制备介孔Ti O2粉体,利用N2吸附-脱附法表征Ti O2粉体的比表面积、比孔容和孔径分布,用X射线衍射法表征Ti O2粉体的物相和晶粒尺寸,研究了干燥温度、焙烧温度和保温时间对Ti O2粉体微结构的影响。研究结果表明,制备介孔Ti O2粉体存在最佳干燥温度;焙烧温度升高和保温时间延长均使介孔Ti O2粉体的平均孔径增大、比表面积和比孔容下降。     

铜系甲醇催化剂失活前后杂质组成和晶粒结构变化

采用电子能谱仪、X射线衍射仪、吸附仪、扫描电镜等物化仪器和化学分析法,对甲醇催化剂工业使用失活前后的组成和结构进行研究。结果表明:硫杂质对甲醇催化剂组分含量影响可以达到初始浓度几百倍,硫对组分的影响主要集中在上层靠近表层的区域中,最高浓度出现在1R/6处,硫的化学形态主要以-βZnS(立方晶系)形式存在。氯杂质对甲醇催化剂组分含量影响可以达到初始浓度十几倍,危害很大;氯的穿透能力很强,可以破坏催化剂的整个结构,并常常伴随硫氯共存的情况;氯可以使得Cu和ZnO的晶粒迅速增大,氯的化学形态主要以ZnCl2和CuCl2的形态存在。催化剂在使用过程中结构会发生变化,出现晶粒度长大、比表面积下降,导致活性下降和丧失。     

正己烷辅助合成小孔径大孔容介孔泡沫氧化硅材料

在正己烷-三嵌段共聚物(EO_(20)-PO_(70)-EO_(20),P123)体系中合成了小孔径大孔容介孔泡沫(MCF)氧化硅材料.采用高分辨扫描电镜、透射电镜、N_2吸附-脱附和小角XRD,对其孔道结构、型貌、比表面积、孔容等进行了表征.对合成条件的研究表明,在静置条件下水解TEOS合成的样品,其比表面积、孔径、孔容都比在搅拌下水解合成的样品明显增加,其中孔容可增加68%,达到2.32cm~3/g.     

块状无裂纹介孔碳的合成和表征

以P123、F127作为模板剂,间苯二酚-甲醛为碳前驱体,利用水热合成技术制备了蠕虫状结构的块状无裂纹介孔碳。采用TG、FT-IR、TEM、N2吸附-脱附和元素分析等方法对介孔碳材料的结构进行了表征,分别研究了模板剂用量、模板剂种类对介孔碳结构的影响。结果表明:以F127和P123为模板剂制备的介孔碳均为蠕虫状结构。模板剂用量增加,介孔碳比表面积、孔径和孔容有所变大,但微孔的比表面积有所下降。模板剂种类不同,比表面积、微孔比表面积、孔容相差不大,但孔径相差较大。     

化学混合法制备油脂加氢催化剂表征

利用BET比表面积测定、XRD、TG.DTA等对化学混合法制备的Ni/SiO,单元催化剂进行了表征.BET比表面表明,适宜的硅溶胶浓度可以使催化剂具有较大的比表面积。但制备方法对比表面积影响不大.XRD表明,催化剂的活性组分为负载在SiO上的金属镍。金属镍分散越好,镍的晶粒越小,催化剂的活性也越高.TG.DTA表明催化剂活性组分和载体间的结合较强。     

液相法制备活性氧化铝粉体的研究现状

活性氧化铝是一种热稳定性好、表面积适中、孔容和孔径可调、吸附性能好以及具有表面酸性的多孔材料,作为催化剂载体被广泛使用。液相法是目前实验室研究及工业应用最广泛的合成活性氧化铝粉体的方法,该方法制备的粉体具有粒度分布窄、形貌规整等优点。本文对醇铝水解法、中和法等主要液相法进行了综述。     

乙炔黑电极材料的双电层电容器制备与性能研究

利用乙炔黑为导电粉体,以PrFE为胶粘剂成功制备了具有较好充放电性能的多孔结构双电层电容器.利用TEM测定了电极材料乙炔黑的粉末形貌,利用SEM测定了电极的表面形貌,利用充放电电路测定了电容器的充放电曲线.研究结果表明,电极加工压力减小,小半径的孔洞所占比例下降,电极的实际使用表面积增大,比容量增高.压力从48Mpa下降到16MPa,比容量增大17%.压力大于48MPa,压力对电极的有效面积影响不大.胶粘剂含量下降,有效使用面积增大,电容器比容量提高.胶粘剂从14%降低到6%,比容量增大46%.压力增大导致电极的有效面积降低,电极上电荷密度提高,充电后的保持电压增大.电解液浓度增大,通过影响极板电荷密度,充电保持电压也有所提高.多孔电极的孔径分布,尤其是小孔径孔洞含量的增加直接影响了双电层电容器的充放电过程.随制备压力增大,小孔量增加,初期放电缓慢,后期加速.     

硼掺杂的γ-Al2O3催化膜的制备及其热稳定性的研究

在勃姆石AIOOH溶胶中引入一定量的H2BO3溶液,经不同温度的热处理,,制成不同硼掺杂含量的无支撑的γ－Al2O3催化膜,用XRD,BET分别对膜的晶相和膜的微孔结构,包括比表面积,孔径和孔容进行了研究,结果发现,随着硼含量的增加,在低温下,膜的比表面积和孔容都不断增加,而对孔径的影响不大,经1200度处理后,未掺杂硼的膜的比表面积,孔径和孔容分别为5．4m2/g,49nm和0．063cm2/g,而经掺杂16％摩尔硼的膜的比表面积,孔径和孔容分别为35m2/g,13nm和0．225cm3/g,这说明硼的掺杂对γ-Al2O3膜的热稳定性有很好的改善作用。     

碱处理对5A分子筛孔结构和氢吸附行为的影响

采用SEM、EDS、BET和气相色谱等分析方法,研究了NaOH碱处理对5A分子筛显微形貌、成分、比表面积、孔容和氢吸附性能的影响。结果表明,NaOH碱处理降低了5A分子筛骨架中硅铝比,增大分子筛比表面积、孔容和平均孔径,提高了分子筛活化温度。在77K温度及100KPa压力下,碱处理5A分子筛对含0.1vol%H2/He混合气体吸附后尾气氢浓度小于1ppm,氢吸附容量为6.9ml/g。碱处理增加了5A分子筛介孔数量和比表面积及平均孔径,但因为孔径增大,吸附中心周围阳离子对H2分子的作用减弱,碱处理5A分子筛低分压氢吸附容量并无增加。     

络合法制备Ce-Zr-O固溶体作为CO_2重整CH_4催化剂载体的研究

以草酸、柠檬酸、甘氨酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为络合剂,采用络合分解法制备Ni-Ce-ZrO2催化剂,考察了所制备Ni-Ce-ZrO2催化剂的CO2重整CH4催化性能,并对所得催化剂进行了XRD、BET和H2-TPR表征。实验结果表明,不同络合剂对催化剂的晶型结构有很大影响,以PVP为络合剂更有利于形成均匀的Ce-Zr-O立方固溶体,且催化剂PVP-NiCeZr具有较大的比表面积、孔容和孔径,在反应中也具有最高的CH4和CO2转化率,其初始转化率分别为83.3%和87%,合成气中H2/CO接近于1。PVP-NiCeZr表现出良好的反应稳定性,反应后100h其热失重率仅为1.8%,这归因于Ce-Zr-O立方固溶体结构更有利于活性氧的移动,增加了催化剂表面积炭与氧的接触,提高了催化剂的抗积炭性能,也有利于提高Ni活性组分的抗烧结团聚能力。     

柱撑蒙脱石及其热处理产物孔性研究

用Keggin离子(聚合羟基铝离子)与蒙脱石作用制备了羟基铝柱撑蒙脱石.对羟基铝柱撑蒙脱石及其热处理产物采用X射线衍射分析(XRD)和比表面积(BET法)及孔径分析等方法对其进行了研究.XRD结果表明,羟基铝柱撑蒙脱石底面间距约为2.13nm,热处理(300-650℃)后转变为1.74nm左右.分析表明,铝柱撑蒙脱石比表面积增大为231.6m²/g,比原始蒙脱石增大约7倍.比表面积的增大主要是由于微孔的比表面积的增加,说明柱撑过程主要使蒙脱石的微孔孔隙增多.经热处理后,铝柱撑蒙脱石的孔性发生了很大变化:随着处理温度升高,其比表面积降低,平均孔径增大,微孔体积减少.比表面积的降低主要是由于微孔比表面积的降低.说明热处理使得铝柱撑蒙脱石微孔结构遭到破坏.     

镁-镍合金催化剂制备及纳米碳管生长模式研究

采用多元醇法制备镁-镍合金纳米粉末,并以此为催化剂制备纳米碳管,利用比表面和孔径分布测定仪、X射线衍射仪和透射电镜,研究镁-镍合金催化剂的性能和纳米碳管的生长模式。结果表明:Mg∶Ni值对镁-镍合金催化剂特性影响较大,其中Mg∶Ni为1的催化剂颗粒比表面积较大且平均粒径较小;聚乙烯吡咯烷酮(PVP)用量增大,有利于提高催化剂颗粒的比表面积、减小平均粒径,但用量过大不利于Mg2Ni合成。在以镁-镍合金为催化剂制备碳纳米管的过程中,首先在催化剂表面形成碳膜,随后形成的碳膜将前期形成的碳膜及催化剂颗粒向外推挤,催化剂颗粒移动后遗留下中空隧道,最终形成碳管,由于纳米碳管尖端的催化剂颗粒反应后失去催化活性,碳管的生长动力主要来自碳管根部。     

SAXS法研究掺杂SiO2干凝胶的孔结构特性

利用溶胶-凝胶酸碱二步催化法和常压干燥法制备了掺有不同含量添加物的SiO2干凝胶.通过小角X射线散射实验,计算得到了各掺杂SiO2干凝胶的比表面积、胶体颗粒和孔隙的平均切割长度,并分析了添加物对SiO2干凝胶孔结构的影响.结果表明,加入TiO2粉末和短切纤维,能够获得高比表面积的SiO2干凝胶;而加入SiO2纳米颗粒及短切纤维降低SiO2干凝胶的比表面积,平均粒径变大;短纤维的加入可在一定程度上限制干凝胶的收缩.     

La2O3对ZnO-SiO2纳米复合物结构性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了ZnO-SiO2和ZnO-La2O3-SiO2复合物,通过TEM分析发现其均为纳米颗粒,平均粒径分别为45nm和35nm;通过比表面及孔径分布测定发现ZnO-SiO2的比表面积高达715.5m2/g,La2O3的加入使其比表面积骤减至142.5m2/g,平均孔径增大近4倍,孔容减小.此外,ZnO-SiO2的孔径分布较窄,从1.7nm到15nm,而ZnOLa2O3-SiO2的孔径分布变宽,从1.7nm到90nm,大多数孔集中在15.56nm左右.通过XRD和XPS分析发现ZnO、La2O3和SiO2之间存在着较强的相互作用.     

利用线性酚醛树脂制备有序介孔碳

三嵌段共聚物F127为模板剂,线性酚醛树脂为碳前驱体,采用溶剂挥发诱导有机-有机自组装法(EI-SA)制备了具有二维六方结构的有序介孔碳。利用FT-IR、XRD、TEM、N2吸附/脱附等方法对有序介孔碳的结构进行了表征,研究了不同焙烧温度和模板剂用量对有序介孔碳结构的影响。结果表明,当模板剂的用量一定时,有序介孔碳的孔径、孔容和孔壁厚度都随着焙烧温度的升高而降低,但比表面积却随着微孔含量的增加而增大。随着模板剂用量的增加,介孔碳的有序性降低。有序介孔碳PF-2-500的比表面积、孔径、孔容、孔壁厚度和微孔比表面积比分别为583.82m2/g、3.05nm、0.31cm3/g、3.40nm和361.18m2/g,而有序介孔碳PF-1-500的比表面积、孔径和孔容相对于PF-2-500有所提高,分别为647.79m2/g、3.44nm和0.41cm3/g,但微孔比表面积和孔壁厚度分别降低为309.46m2/g和3.35nm。     

Microtexture and electrical properties of PAN-ACF

Microstructure and electric conductivity of PAN-based activated carbon fibers (PAN-ACF) were investigated using tension and KOH activation. The application of tension during stabilization decreased pore volume as well as specific surface area. Increase of KOH solution concentration caused serious damage to the surface of PAN-ACF. This surface damage of PAN-ACF resulted in increase of specific surface, pore volume and wider pore size distribution. PAN-ACF with higher tension showed higher electric conductivity. However, the electric conductivity was decreased by the increased BET surface area.     

锶磁性光催化剂的制备和表征

以自制碳酸锶(SrCO3)和钛酸丁酯为原料,采用超声波技术制备了以锶铁氧体(SrFe12O19)为载体的锶磁性光催化剂(TiO2-SrFe12O19)。采用XRD、IR、VSM、N2吸附实验等手段研究了催化剂的表面性质和磁学特性。结果表明,该催化剂的平均晶粒尺寸在20～30nm之间,比表面积为44.8m2/g,平均孔径为7.09nm,属于介孔磁性材料;饱和磁化强度(Ms)为12.9A.m2/kg,矫顽力(Hc)为120.9kA/m,易于磁分离和重复利用。催化剂对亚甲基蓝(MB)的催化降解脱除率为94.7%,且重复使用3次,催化降解效率不低于88%,表明催化性能稳定,重复使用效果良好。     

镍纳米粉的比表面积和孔结构研究

采用阳极弧放电等离子体方法制备了高纯镍纳米粉,利用X射线衍射(XBD)、透射电子显微镜(TEM)对粉末的形貌、晶体结构、粒度进行了表征。样品的N_2的吸附-脱附等温线采用静态表面吸附仪在液氮温度下(78 K)在气体饱和蒸气压力范围内测试。依据BJH理论模型计算探讨了样品的累积孔表面积、累积孔体积、孔径及其BJH脱附分布等性能。用图解法由等温吸附直线求出单层吸附量,利用BET吸附公式计算出样品的比表面积。结果表明,镍纳米粉的比表面积为14.23 m~2/g,粒径为46 nm。     

P(St-EA-MAA)模板法制备中空二氧化硅微球

以种子乳液聚合制得的P(St-EA-MAA)共聚物微球为模板,γ-氨丙基三甲氧基硅烷(APS)为助结构导向剂,正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,制备了P(St-EA-MAA)/SiO2复合微球,经高温煅烧除去聚合物模板,得到了中空二氧化硅微球。热重分析(TGA)表明模板剂的最佳脱除温度为600℃。高分辨透射电镜(HRTEM)观察显示所制得的二氧化硅微球具有典型的中空结构和良好的单分散性,其尺寸主要取决于共聚物微球的大小,通过调节微球模板的尺寸可以有效控制中空微球的大小。N2吸附-脱附曲线显示二氧化硅壁具有丰富的微孔,比表面积、平均孔径和孔容分别为117.87m2/g、1.98nm和0.21cm3/g。在制备复合微球的过程中加入一定量的CTAB可以调整中空微球的壁厚和壁的孔结构,使其比表面积、平均孔径和孔容增加到219.79m2/g、3.89nm和0.25cm3/g。     

双模板剂B-EU-1/ZSM-5复合分子筛的快速合成及催化应用

以不同氢氧化物做碱源合成B-EU-1/ZSM-5复合分子筛, 并比较各平衡阳离子的结构导向作用及其形貌特征, 发现钠离子的导向作用最强, 且合成复合分子筛的表面较光滑、无明显晶面界限。对合成样品进行了TG-DTG、N₂吸附-脱附和NH₃-TPD分析。结果表明: 双模板剂一步法合成的复合分子筛模板剂脱除的失重率为5.67%, 小于机械复合分子筛的失重率7.31%, 复合分子筛的比表面积、孔容和微孔平均孔径均有所增大, 同时其酸强度、酸量都增大, 有利于二甲苯优先从复合分子筛的孔道结构中扩散出来。将分子筛应用于甲醇转化制二甲苯催化反应, 结果显示, 双模板剂一步法合成的复合分子筛催化产物油相中芳烃的选择性最高达到66.72%, 芳烃中二甲苯的含量为46.15%, 二甲苯中对二甲苯的含量达到30.75%。这是由于B-EU-1/ZSM-5催化剂的特殊孔道结构具备择形效应, 使得分子动力学直径较小的二甲苯分子优先从其孔道中扩散出来。