低温固相合成超细正硼酸镍粉体

探讨了采用不同镍源对合成产物正硼酸镍［Ni₃（BO₃）₂］的影响,最终确定以碱式碳酸镍［NiCO₃·2Ni（OH）₂·4H₂O］为镍源与硼酸（H₃BO₃）在较低温度下按化学计量比反应得到目标产物,并通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）和扫描电镜（SEM）对产物结构及形貌进行表征。结合XRD和IR分析结果表明,采用碱式碳酸镍为镍源,与硼酸按照化学计量比,仅在700 ℃焙烧3 h即得到纯净正交结构的Ni₃（BO₃）₂。通过SEM可观察到不使用有机溶剂情况下,采用碱式碳酸镍和硼酸直接焙烧制备的产物分散性好、粒径分布均匀且主要分布在200~250 nm。     

超增溶自组装原位合成ZSM-5纳米分子筛

采用超增溶胶团法制备纳米ZSM-5分子筛。考察体系水含量、乳化剂用量、晶化温度和焙烧温度等因素对合成分子筛产品的粒径、晶体形貌、孔径、孔容和比表面积等的影响,并采用BET、XRD和TEM等手段对其进行表征。结果表明,制备纳米ZSM-5分子筛的最佳条件：n（H₂O）∶n（SiO₂）=90,乳化剂（RHP）质量分数为10%,晶化温度180 ℃,焙烧温度500 ℃。制得的粒子平均粒径（50～70） nm,大多数粒子为球形,粒径分布较窄,呈单分散且微粒不易团聚。     

纳米氧化镍制备及表征

以六水硝酸镍和氨水为原料,采用配位均匀沉淀法制备了纳米氧化镍。探讨了制备条件对氧化镍前驱体产率和纳米氧化镍平均粒径的影响,得出最佳工艺条件：镍离子浓度为0.8 mol/L,反应物配比［n（氨水）/n（硝酸镍）］为3∶1,沉淀反应温度为80 ℃,反应时间为90 min,焙烧温度为400 ℃,焙烧时间为1 h。同时,利用X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）等分析方法对产品组成和形貌进行了表征,结果显示,实验制得的氧化镍纳米晶属标准面心立方晶系结构,晶粒呈球形,平均粒径约为12 nm。     

电子级碱式碳酸镍的制备工艺研究

以电镀含镍废液生产得到的硫酸镍溶液为原料,碳酸钠为沉淀剂,并采用氨水洗涤法制备电子级碱式碳酸镍产品。实验结果表明:在反加料、c(硫酸镍)=0.5mol/L、碳酸钠为饱和溶液,反应温度为70℃、反应终点pH=8.5、表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)添加量为0.025g/200mL硫酸镍溶液条件下合成,采用体积分数1%氨水、洗涤液固比(mL/g)为5∶1、洗涤4次后过滤、干燥可得到产品。采用化学分析、XRD、扫描电镜等方法对产品进行了分析,结果表明产品为碱式碳酸镍,形貌为类球形,杂质含量符合电子级碱式碳酸镍的产品要求。     

基于水热/溶剂热法制备不同形貌LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 锂离子电池正极材料

基于水热/溶剂热法制备LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂电极材料,以镍、钴、锰乙酸盐为原料,以六亚甲基四胺为沉淀剂、水或乙醇为溶剂,通过调节溶剂组分控制Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1（OH）₂（NCM）的成核与生长速率,从而合成两种形貌不同的Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1（OH）₂前驱体,再经过混锂煅烧获得LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂正极材料,研究比较了其电化学性能。以水为溶剂通过水热法合成的前驱体样品呈现出由一次片状颗粒紧密堆积组成的长方体状二次颗粒形貌,经混锂煅烧得到的产物表现出较高的放电比容量,在0.5C倍率下首次放电比容量可达到189.70 mA·h/g,循环200次容量保持率为69.72%。以乙醇为溶剂通过溶剂热法合成得到球形二次颗粒前驱体,最终得到的产物具有多孔球形结构,表现出了优异的循环性能,0.5C首次放电比容量为178.65 mA·h/g,循环200次容量保持率仍高达94.55%。     

纳米CaCO3孔径调控及其对碳酸化反应性能的影响

研究了纳米CaCO₃颗粒间孔径调控对CaO与CO₂碳酸化反应性能的影响。通过有机模板法制备得到一系列比表面积相近、孔径分布不同的纳米CaCO₃,并考察其再生和碳酸化反应性能差异。结果表明：增大平均孔径能促进纳米CaCO₃的热分解反应,并降低分解温度约15℃。将平均孔径由15 nm增大至113 nm可显著提高碳酸化反应速率和转化率。研究认为平均孔径和比表面积对碳酸化反应转化率的影响存在交互作用;比表面积小的纳米CaCO₃,表现出碳酸化反应转化率受扩散控制影响较大,而比表面积较大的表现为碳酸化反应转化率以表面反应影响控制为主的规律。     

焙烧温度对Al2O3载体的性质及其负载的煤制合成气制代用天然气镍基催化剂性能的影响

以拟薄水铝石为前驱体,经不同温度焙烧制得Al₂O₃载体,等体积浸渍法制备Ni/Al₂O₃催化剂,采用X射线衍射、N₂-物理吸附、扫描电镜、程序升温还原等对载体及催化剂进行表征,考察载体焙烧温度对Al₂O₃载体性质及其负载的镍基催化剂催化性能的影响。结果表明,随着焙烧温度的升高,Al₂O₃载体的比表面积减小,平均孔径增大,结晶度升高,晶粒度增大,晶型逐步转变为γ-Al₂O₃［(500~800) ℃］、δ-Al₂O₃［ (900~1 100) ℃］和α-Al₂O₃［(1 250) ℃］。合成气制甲烷催化剂活性变化趋势为:Ni/γ-Al₂O₃>Ni/δ-Al₂O₃>Ni/α-Al₂O₃,其中,800 ℃焙烧的γ-Al₂O₃负载的Ni基催化剂因稳定的晶型结构以及与NiO之间适当的相互作用而表现出最佳的催化活性及稳定性。     

焙烧温度对α-Al2O3载体性能的影响

Al2O3坯经不同温度焙烧制备α-Al₂O₃载体,利用X射线衍射、N₂吸附-脱附、压汞和扫描电镜等对其物性及微观结构进行表征,系统研究焙烧温度对α-Al₂O₃载体比表面积、孔结构等物性以及微观结构的影响规律。结果表明,生坯在焙烧温度为T ℃(基本焙烧温度)时完成转晶生成α-Al₂O₃。在T ℃这一临界点时载体的比表面积最大,达1.11a m²·g^-1(a为基准值),随着焙烧温度的升高,载体比表面积有所下降,大孔增多,Al₂O₃晶形生长更加规整。因此,对不同生产厂提供的Al₂O₃原料,需重新确定其焙烧温度,以求获得合适的比表面积及孔径分布,保证α-Al₂O₃载体及催化剂性能的稳定。     

低成本大比表面积γ-Al2O3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-Al₂O₃。通过N₂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-Al₂O₃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[Al₂(SO₄)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 m²·g^-1)γ-Al₂O₃,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。     

NiO/MgO整体式催化剂上甲烷部分氧化制备合成气

甲烷部分氧化制备合成气反应过程具有反应速率快、能耗低和H₂与CO物质的量比适用于合成甲醇及F-T合成等优点,是一种有希望替代传统水蒸汽重整的方法。研究在NiO/MgO蜂窝陶瓷整体式催化剂上的甲烷部分氧化过程,主要考察涂层载体、活性组分Ni含量、涂层载体前驱体、焙烧温度和还原温度对催化剂反应性能的影响。采用XRD、H₂-TPR和N2吸附等表征前驱体及其负载活性组分NiO后的晶相、还原特性和吸附性能。结果表明,采用浸渍法制备催化剂时,Mg(NO₃)₂为涂层载体MgO前驱体,在NiO负载质量分数20%、焙烧温度（500~600） ℃和还原温度750 ℃条件下制备的催化剂NiO/MgO-N性能较好,活性较稳定;以NiO/MgO-N为催化剂,在反应温度800 ℃、n(O₂)∶n(CH₄)＝0.5和空速9 723 h^-1条件下,CH₄转化率94.4%,H₂选择性99.9%,CO选择性92.9%。     

超支化多级Rh纳米枝晶的合成及其高效催化硝基苯加氢的研究

为提高金属Rh纳米颗粒的催化性能,采用微波辅助加热法,以乙酰丙酮铱[Rh(acac)₃]为前驱体、三缩四乙二醇(TEG)为溶剂和还原剂、KI和正丁胺(BA)为复合形貌控制剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,控制合成Rh纳米颗粒的形貌,并考察其催化硝基苯加氢的性能。结果表明,微波辐照80 s可成功制得形貌单一的超支化多级Rh纳米晶;反应体系中,最适宜n[Rh(acac)₃]∶n(PVP)∶n(KI)∶n(BA)为1∶10∶10∶0. 075;所制备的超支化多级Rh纳米晶催化硝基苯加氢,在50℃、0. 5 MPa的H₂压力下反应4 h,硝基苯转化率为100%,苯胺选择性为99. 9%,重复使用5次催化效率不变。可见,采用微波法可快速合成超支化多级Rh纳米晶,且所合成的超支化多级Rh纳米晶表现出高的催化活性、选择性和良好的重复使用性。     

液相水解法制备纳米二氧化钛粉体及工艺研究

以四氯化钛和正辛醇为原料,通过液相水解法制备纳米二氧化钛粉体。重点讨论了原料配比、碳酸铵饱和溶液温度、焙烧温度等因素对制备工艺的影响。通过XRD、SEM对纳米粉体的形貌、晶型、粒径进行了表征对比,并结合二氧化钛粉体制备的产率,确定了最佳工艺参数:四氯化钛∶正辛醇=1∶4(质量比),碳酸铵饱和溶液温度为50℃,真空干燥温度为110℃,焙烧温度350℃,焙烧时间3 h。并制备出粒径约为12 nm、比表面积为229.77 m2/g的纳米二氧化钛粉体。     

不同晶型纳米二氧化锰制备及对亚甲基蓝吸附性能

以高锰酸钾（KMnO₄）为氧化剂、硫酸亚铁铵[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]为还原剂,用水热氧化还原反应制备了层状δ-二氧化锰和隧道型α-二氧化锰纳米材料。用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和氮气吸-脱附技术对产物的晶型、形貌及孔结构进行了表征。实验结果表明,δ-二氧化锰呈花状微球形貌,具有介孔结构（平均孔径为3.4 nm）,BET比表面积为219 m²/g;α-二氧化锰呈纳米线束形貌,具有部分介孔结构（平均孔径为35.7 nm和154.6 nm）,BET比表面积为26 m²/g。研究了不同晶型纳米二氧化锰对亚甲基蓝的吸附性能。实验结果表明,在相同条件下α-二氧化锰的吸附性能优于δ-二氧化锰,且在碱性环境下吸附效果较好。当反应时间达到120 min时,α-二氧化锰和δ-二氧化锰对亚甲基蓝的去除率分别为84.4%和82.9%。     

焙烧温度对Ru/Ba-Mg(Al)O4氨合成催化剂性能影响

采用超声-沉淀-强静电吸附法制备了化学性质比较稳定的掺钡纳米镁铝复合氧化物Ba-Mg(Al)O₄,并以其为载体、Ru₃(CO)₁₂为活性组分前驱体,制备了一系列钌基氨合成催化剂。通过场发射扫描电镜、X射线衍射和N2物理吸附等表征手段,重点考察了焙烧温度对载体的物相组成和表面织构的影响。结果表明,随着焙烧温度的升高,制备的载体比表面积逐渐下降,表面碱性增强。当载体焙烧温度为780 ℃时,制备的负载型Ru/Ba-Mg(Al)O₄催化剂表现出较高的催化活性,在425 ℃、10 MPa和10 000 h^-1条件下,出口氨浓度达到49.17 mmol·(g·h)^-1。     

水热合成纳微尺度Co3O4及其催化解聚木质素磺酸钙性能研究

通过水热合成法制备了一系列Co₃O₄晶体,利用X射线衍射、扫描电子显微镜以及N₂物理吸附仪等对合成Co₃O₄产物的晶相、形貌以及孔结构参数进行表征,并对其解聚木质素磺酸钙的催化性能进行评价。结果表明,当Co（NO₃）₂为钴源、Co（Ⅱ）初始浓度为0.4 mol/L、NaOH为沉淀剂、反应体系pH为9、晶化温度为220℃、时间为12 h时,合成的Co₃O₄产率为82.3%,结晶度为98.47%,且晶粒呈规则的立方体结构,粒径约为80～90 nm,孔容为0.059 cm³/g。当催化解聚反应温度为260℃、反应时间为5 h、m（CLS）∶m（Co₃O₄）=2∶1、体系中乙醇体积分数为40%时,液相收率高达58.44%;其中酚类化合物选择性高达55.81%（紫丁香酚类为32.37%,愈创木酚类为7.9%,苯酚类为15.54%）。     

预置纳米MOF-5晶种二次生长法合成MOF-5膜

以Zn(O₂CCH₃)₂为锌源采用溶剂热法合成了纳米级金属有机骨架MOF-5晶体,并以此为晶种预置在多孔α-Al₂O₃载体的表面以形成连续的晶种层,再利用二次生长法制备出超薄且连续的MOF-5晶体膜。实验结果表明：以Zn(O₂CCH₃)₂为锌源所制得的MOF-5晶体能保持了MOF-5的立方体形貌且具有较高的结晶度和比表面积,晶体的颗粒大小均一,尺寸集中在500～800 nm范围内,仅以Zn(NO₃)₂为锌源制得的MOF-5晶体粒径的1/100;以这种纳米级相似文献   

石蜡乳液中直接沉淀制备单分散性的纳米氧化镁

MgCl₂·6H₂O和Na₂CO₃在石蜡乳液中直接沉淀出碱式碳酸镁/石蜡前驱体,该前驱体在600℃条件下焙烧后获得MgO纳米粉体。采用TG-DTA、FTIR、XRD、BET和FESEM等手段对MgO粉体进行表征分析,并研究焙烧温度和物料比对纳米MgO的粒径及形貌的影响。结果表明,在最佳工艺条件下,石蜡乳液体系中能够得到分散性好、晶粒呈六边形、颗粒均匀、平均粒径约60 nm和比表面积132.54 m²·g^-1的纳米MgO。其最佳工艺条件为:MgCl₂·6H₂O溶液浓度0.6 mol·L^-1、Na₂CO₃溶液浓度0.6 mol·L^-1、反应时间0.5 h、焙烧温度600℃和焙烧时间3 h。     

聚乙烯吡咯烷酮调控合成特殊形貌碳酸铈

以硝酸铈[Ce(NO₃)₃]为原料,碳酸氢铵（NH₄HCO₃）为沉淀剂,弱阳离子表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为软模板剂,通过控制初始PVP浓度、加料反应时间、陈化时间制备得到颗粒均匀、类似花状结构的碳酸铈[Ce₂(CO₃)₃]粒子。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）对制得的碳酸铈样品进行分析表征。结果表明,制备颗粒均匀、形状规则的花状碳酸铈粒子的最佳条件为：初始PVP浓度为2g/L,加料反应时间为1h,搅拌速度为300r/min,陈化时间为4h。并对PVP调控合成特殊形貌碳酸铈的调控机理进行了初步探究：PVP 通过酮基中的O吸附在碳酸铈晶体表面,阻碍了(002)和(040)晶面的生长,限制了晶体晶面的生长速度,从而调控碳酸铈的形貌。XRD结果表明最终产物为八水合碳酸铈。     

La2O3的添加方式对Al2O3热稳定性的影响

采用3种不同添加方式制备La₂O₃改性的Al₂O₃材料La-Al₂O₃。La-Al₂O₃分别经500 ℃、1 000 ℃和1 200 ℃焙烧,采用物理吸附、X射线衍射和荧光光谱等对高温处理的La-Al₂O₃进行比表面积和结构表征。结果表明,La₂O₃的添加能有效抑制Al₂O₃在高温条件下向热力学稳定态α-Al₂O₃转变,同时提高高温处理后La-Al₂O₃比表面积,使Al₂O₃热稳定性得到明显提高。在3种La₂O₃添加方式中,La(NO₃)₃浸渍法效果最为显著,制得的La-Al₂O₃(N)材料经1 200 ℃焙烧4 h的比表面积为30 m²·g^－1,是未经改性的Al₂O₃样品经同等温度焙烧比表面积的2.2倍。     

辛醇与氨胺化反应催化剂Co/SiO2的制备与性能

采用溶胶-凝胶法制备SiO₂负载的钴催化剂Co/SiO₂-t,并对催化剂进行SEM、XRD、XPS、H₂-TPR、BET等表征，以1-辛醇与氨的胺化为模型反应，研究焙烧温度对催化剂结构、性能的影响。结果表明，随着焙烧温度的升高，催化剂Co/SiO₂-t的比表面积呈现先增加后降低的趋势，平均孔径逐渐增大，Co结晶度逐渐升高，粒径尺寸逐渐增大，Co分散度与还原度逐渐降低。焙烧温度为550℃的催化剂比表面积最大、催化性能最佳。催化剂Co/SiO₂-550的Co平均粒径为13.22 nm,比表面积为288 m²/g,平均孔径为7.83 nm,还原度为83.75%,分散度为7.42%。催化剂Co/SiO₂-550的转化率为93.12%,对1-辛胺的选择性为71.34%。