肼分解用块状Al2O3载体的研制

利用pH摆动沉淀法由铝盐与氨水反应, 加入高聚物作扩孔剂，球磨，烘干并加入助熔剂后，进行压制成型和焙烧，制备出大孔径、宽分布和侧压强度大的块状载体Al₂O₃，其比表面积约（50～70 ）m²·g^-1，平均孔径4.6 μm，孔隙率可达49.5％，孔容不小于1.8 mL·g^-1，轴向抗压碎强度(90～118) N·cm^-2，侧压强度(40～60) N·cm^-1。由块状载体制备出肼类分解催化剂。     

Fe3+掺杂介孔TiO2催化降解甲基橙

以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵醇溶液所形成的柱状胶束为模板剂,钛酸四丁酯为原料,经水解沉淀、晶化、沉降、抽滤、干燥及焙烧工艺制备出了介孔TiO₂固体催化剂。通过离子掺杂方法,用Fe(NO₃)₃溶液对介孔TiO₂掺杂,经搅拌、煮沸、晶化、蒸发、干燥及焙烧工艺,制备出了不同物质的量比的Fe³⁺/TiO₂催化剂。以甲基橙模拟染料废水,考察pH、催化剂用量、过氧化氢用量、催化剂Fe³⁺/TiO₂物质的量比和光照时间等因素对催化剂的催化性能的影响。结果表明,适量掺有Fe³⁺的催化剂Fe³⁺/TiO₂有利于太阳光催化甲基橙的效果,当甲基橙浓度为10 mg·L^-1、Fe³⁺与TiO₂物质的量比为0.000 5、催化剂用量为0.8 g·L^-1、过氧化氢为0.55 mol·L^-1、 pH=3并且太阳光直接照射20 min,脱色率达到96%。根据Languir-Hinshelwood动力学方程,近似推导出不同物质的量比Fe³⁺/TiO₂催化剂光催化降解甲基橙的动力学方程,并得出Fe³⁺与TiO₂物质的量比为0.000 5时的Fe³⁺/TiO₂催化剂,有最大宏观速率常数值,K₀为0.162 35 min^-1。     

负载型TiO2 制备及其对茜素红的降解研究

以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为前驱体、冰醋酸为水解抑制剂，用溶胶-凝胶法制备纳米TiO₂/SiO₂复合物。通过X-射线衍射、红外光谱和比表面积仪等测试手段进行了分析，结果表明，纳米TiO₂ /SiO₂粒子焙烧后主要以锐钛型存在，有Ti—O—Si键的产生，复合粒子的比表面积达到389 m²·g^－1。光催化结果表明，n(Ti)∶n(Si)=3和焙烧温度为700 ℃的TiO₂/SiO₂粒子对茜素红溶液的降解性能最好。利用气质联用仪对降解产物进行了分析。     

一步法合成乙酸松油酯的TiO2/SO42－沸石分子筛催化剂的研究

制备了以松节油和乙酸为原料一步法合成乙酸松油酯的TiO₂/SO₄^2－沸石分子筛催化剂。采用正交试验对催化剂的制备条件进行优化。结果表明,焙烧时间4 h,焙烧温度550 ℃,浸渍酸浓度1.0 mol·L^－1,浸渍时间20 min,制得的催化剂具有较强的催化活性,转化率为96.3％。     

固体超强酸催化剂S2O2-8/Fe2O3-Al2O3的制备及其酯化性能

以硝酸铁为铁源、硝酸铝为铝源,通过共沉淀法制备固体超强酸催化剂S₂O^2-₈/Fe₂O₃-Al₂O₃。通过催化剂样品的FT-IR谱图、不同焙烧温度催化剂样品的XRD谱图、不同陈化温度的N2吸附-脱附曲线以及催化剂样品的SEM照片,研究了其晶体的形成过程。催化剂样品红外谱图表明,催化剂中的S=O有较强的共价双键特征,诱导催化剂形成超强酸性;在XRD谱图中既无Al₂O₃的晶相峰,也无Fe₂(SO₄)₃晶相峰,说明Al₂O₃与Fe₂O₃ 在催化剂样品的表面形成了Al₂O₃-Fe₂O₃ 共价键的复杂结构。采用BET方程和BJH模型计算催化剂样品的比表面积和孔径分布,经冰水陈化的催化剂样品平均孔径为9.1 nm,最可几孔径为7.5 nm,比表面积为78.9 m²·g^-1,孔容0.149 cm³·g^-1。研究了催化剂的铁与铝物质的量比、(NH₄)₂S₂O₈浸渍浓度和不同焙烧温度对硬脂酸正丁酯酯化率的影响。在反应温度85 ℃、催化剂用量0.2 g (为反应物总质量的2%)和回流反应150 min的条件下,酯化率可达84.5%。     

活性炭负载TiO2光催化降解水中苯酚的研究

采用溶胶-凝胶法制备活性炭负载型TiO₂光催化剂，用XRD分析了其晶型结构，以300 W中压汞灯为实验光源对苯酚进行了光降解研究。考察了催化剂热处理温度、TiO₂负载量、催化剂用量、降解温度、苯酚初始浓度和催化剂使用次数等因素对苯酚降解率的影响。结果表明，浓度为15 mg·L^-1的苯酚溶液，催化剂焙烧温度为500 ℃, 负载质量分数为33.3%的TiO₂,用量为1.8～3.0 ｇ·Ｌ^-1，30 ℃连续光照3 h时，苯酚溶液的降解率可达到98.3%。     

稀土固体超强酸SO42－/TiO2/Ce4+催化剂的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备了稀土固体超强酸催化剂SO₄^2－/TiO₂/Ce⁴⁺，用于催化苯甲醛与乙二醇的缩合反应。考察了硫酸的浓度、Ce(SO₄)₂的浓度和焙烧温度等因素对催化性能的影响；采用IR、DSC、XRD和Hammett指示剂法对其性能进行研究。结果表明，催化剂SO₄^2－/TiO₂/Ce⁴⁺是合成苯甲醛乙二醇缩醛的良好催化剂，在硫酸浓度1 mol·L^－1、Ce(SO₄)₂的浓度012 mol·L^－1和焙烧温度550 ℃的制备条件下,产率可达88.2％。催化剂晶体结构为锐钛矿型。     

溶胶-凝胶法制备掺杂型V2O5/TiO2脱硝催化剂

以十二胺表面活性剂为模板剂,钛酸四丁脂为无机母体源,采用溶胶-凝胶法制得稳定的TiO₂凝胶,经焙烧得到掺杂型V₂O₅/TiO₂脱硝催化剂粉末。分别用热重分析、X射线衍射、拉曼光谱和氮气吸附脱附法对催化剂进行了结构、比表面积和孔径的表征。在固定反应床,对氮氧化物的脱除活性进行了考察。结果表明,催化剂为锐钛矿,呈介孔结构,比表面积为118.5 m^₂·g^_-1,孔径（6～8） nm。钒以V=O键形式单层分布于TiO₂中。催化活性评价结果表明,制备的催化剂在空速10 000 h^-1和温度（180～450） ℃有较好的催化活性,空速对催化活性的影响主要在270 ℃以下。     

制备条件对SO42－/ZrO2-Dy2O3-HZSM-5催化剂结构性能的影响

实验室制备了SO₄^2－/ZrO₂-Dy₂O₃-HZSM-5（SZDH）固体超强酸复合分子筛催化剂。以柠檬酸与正丁醇的酯化反应为探针，采用Hammett指示剂法、BET、XRD和SEM等多种表征技术研究了不同SO₄^2－促进剂及其含量和焙烧温度对催化剂结构性能的影响。结果表明，以(NH₄)₂SO₄作为SO₄^2－促进剂、SO₄^2－质量分数为10％、550 ℃下焙烧制得的催化剂具有较强的酸性，比表面积达344 m²·g^－1，催化剂中的ZrO₂主要呈四方晶相，柠檬酸转化率高达97.7％。     

超临界流体干燥法制备TiO2柱撑膨润土及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法结合超临界流体干燥技术制备了TiO2柱撑膨润土复合光催化剂，通过XRD、BET和FT-IR等分析方法对复合催化剂的物相组成、比表面积和键合状况等物化性能进行了表征，并以Cr(Ⅵ)的光催化还原反应考察其光催化性能。结果表明，用超临界法制备的复合催化剂具有大孔、锐钛矿晶型和沉降性能好等特点，且可实现晶化、干燥一步完成；该复合催化剂的光催化活性接近P25 TiO₂，且明显比空气干燥法制备的高。对于初始浓度为25 mg·L^－1的Cr(Ⅵ)离子，在最佳反应条件2.5 g·L^－1 TiO₂ 柱撑膨润土、溶液初始pH为3.0时，其光催化还原率达到77.6%。     

Co-Mo-Ni-W/γ-Al2O3柴油加氢精制催化剂的研制

采用浸渍法制备Co-Mo-Ni-W/γ-Al₂O₃柴油加氢精制催化剂,考察了扩孔剂及焙烧温度对载体物化性能的影响和浸渍液的配制方法对其稳定性的影响。并考察了催化剂第1次浸渍后的焙烧温度以及3种催化剂的加氢精制活性。实验结果表明,在载体制备过程中适量加入扩孔剂,可得到孔分布集中、比表面积和孔容适中的载体;载体于550 ℃焙烧时,可制备出具有良好的孔分布和较高机械强度及较大的比表面积的催化剂;在低温条件下配制的浸渍液具有良好的稳定性和可溶性;催化剂第1次浸渍后于450 ℃条件下焙烧,可使催化剂中的各活性组分均匀分布于载体上; 通过催化剂的加氢活性评价,3种催化剂均具有良好的柴油加氢精制活性和工业应用前景。     

固体超强酸S2O82-/TiO2催化合成乙酸正丁酯

以固体超强酸S₂O₈^2-/TiO₂为催化剂、冰乙酸和正丁醇为原料合成乙酸正丁酯，考察反应条件对酯化率的影响。结果表明，最佳反应条件n(醇)∶n(酸)=1.4∶1，催化剂用量0.5 g(冰乙酸用量0.2 mol), 过硫酸铵浓度0.75 mol·L^－1，115～117 ℃反应1.5 h，酯化率达99%以上。催化剂可重复使用,且对设备腐蚀程度较小。     

耐水固体超强酸制备研究

采用低温沉淀陈化法经过滤、干燥、浸渍、再过滤、再干燥和焙烧制备了以ZrO₂和TiO₂为主要组分的固体超强酸催化剂,并添加镧系过渡金属氧化物进行改性。将所制备的催化剂应用于难以分离水分的乙酸乙酯的合成反应过程,得到该类型催化剂最适宜的制备条件为：n(ZrO₂)∶n(TiO₂)= 1.5∶1,LaCl₃的添加量为催化剂中总质量的3%,硫酸浸渍液的浓度为1.0 mol·L^-1,焙烧温度和时间为500 ℃和5 h。低温沉淀陈化法制备的催化剂催化活性高于常温制备的催化剂;改性的催化剂酸强度函数H0＜-13.8;所制备的催化剂耐水性明显提高,乙酸乙酯的酯收率达到90%,选择性100%。