超顺磁催化剂H3PW12O40/Fe3O4@SiO2的制备、结构表征及在汽油烷基化脱硫中的应用

采用改进Stöber法制备超顺磁Fe₃O₄@SiO₂复合粒子作为催化剂载体,再通过浸渍法将H₃PW₁₂O₄₀（HPW）负载在Fe₃O₄@SiO₂载体上,制备了一系列超顺磁负载型催化剂HPW/Fe₃O₄@SiO₂。并使用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外（FT-IR）、氨的程序升温脱附（NH₃-TPD）、扫描电镜（SEM）、N₂吸附-脱附和振动样品强磁计（VSM）对催化剂进行表征。结果表明,HPW固定并均匀分散在Fe₃O₄@SiO₂载体上,40% HPW/Fe₃O₄@SiO₂催化剂具有较高的饱和磁强度 （30.1 emu·g^-1）和较大的比表面积 （303.6 m²·g^-1）,并可用外加磁场进行分离。采用40% HPW/Fe₃O₄@SiO₂催化噻吩与1-辛烯组成的模拟汽油的烷基化脱硫反应,在160℃下反应2 h,噻吩转化率达到85.5%,有较好的催化脱硫性能,且可以多次循环利用。     

TiO_2/Al_2O_3/Fe_3O_4的低温水热法制备及其光催化和磁回收性能

以原位合成法制备的Al2O3/Fe3O4磁性粒子为载体,采用低温水解法制备了Ti O2/Al2O3/Fe3O4磁载光催化剂。用XRD、SEM、TEM等对制备的磁载光催化剂的结构进行了表征。以25 mg/L苯酚为模拟污染物,对制备的磁载光催化剂的催化性能进行了考察。结果表明:对于n(Ti O2)∶n(Al2O3)∶n(Fe3O4)=60∶5∶1条件下制备的磁载光催化剂,当光催化反应时间为120 min,催化剂质量浓度(以Ti O2计)为1 g/L时,降解苯酚的反应速率常数为0.022 3,循环使用5次后,反应速率常数仅下降0.004 1,平均回收率可达85.06%。     

均匀包覆的Fe3O4@SiO2纳米复合粒子的制备

本文主要分析了超顺磁性Fe3O4@SiO2纳米复合粒子的化学制备方法,并简要分析了其作为催化载体在催化剂分离方面的应用前景.通过各种制备方法的比较,认为经由稳定的磁性Fe3O4液体(或称Fe3O4磁流体)是制备均匀包覆的Fe3O4@SiO2样品的比较理想的路线.     

NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂的制备及其评价

以NiCl_2·6H_2O为前驱体、(NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O和FeCl_3·6H_2O为助剂,通过浸渍、焙烧和NaBH_4还原制备高活性的NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂。采用糠醛液相催化加氢为探针反应对其活性进行了评价。与NiMoB/γ-Al_2O_3相比,NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂表现出更高的加氢活性和选择性,即使在较低温度60℃和5.0MPa条件下,加氢反应3.0h,糠醛转化率接近100%。考察Fe掺杂量和活性组分的负载顺序对催化剂活性的影响。结果表明,适宜的Fe掺杂量Mo+Ni与Fe原子比为20:1,Mo、Ni和Fe前驱体盐同时负载于γ-Al_2O_3时,催化剂活性最高。XRD研究表明,NiMoFeB/γ-Al_2O_3为无定形结构,活性组分在载体上分散均匀,具有良好的热稳定性。     

SO_4~(2-)/Fe_2O_3-γ- Al_2O_3固体超强酸催化剂的制备

通过浸渍法制备SO2-4/Fe2O3(SF)固体超强酸,将γ Al2O3纳米纤维通过粘附的方法负载到固体超强酸SO2-4/Fe2O3上,制得SO2-4/Fe2O3 γ Al2O3(SFA)固体超强酸催化剂,并选用乙酸和丁醇的酯化反应来测试SO2-4/Fe2O3 γ Al2O3(SFA)固体超强酸催化剂的催化性能,在不同催化剂种类、不同γ Al2O3加入量、不同焙烧温度和时间以及不同浸渍液种类和浓度的条件下,对催化活性进行了分析和讨论。     

Fe_3O_4@SiO_2磁性催化剂载体的制备及表征

以正硅酸乙酯作为硅源,采用沉淀法将四氧化三铁颗粒包覆在二氧化硅中,制备了Fe3O4@SiO2磁性催化剂载体材料。考察了氨水浓度、正硅酸乙酯浓度和四氧化三铁加入量对样品包覆率的影响,并对样品的物相和显微结构做了表征。结果表明:正硅酸乙酯可作为制备Fe3O4@SiO2磁性催化剂载体的硅源;在氨水浓度为0.4 mol/L、正硅酸乙酯浓度为0.02 mol/L、Fe3O4加入量为0.04 g的适宜反应条件下,样品包覆率为99%;二氧化硅有效包覆了四氧化三铁颗粒,但团聚较严重。     

HPW/Al2O3催化剂的制备、表征及催化四氢呋喃聚合的研究

采用溶胶-凝胶法结合超临界流体干燥技术制备了Al2O3气凝胶载体,以浸渍法制得Al2O3气凝胶负载磷钨酸固体酸催化剂(HPW/Al2O3)。利用N2吸附-脱附、X射线粉末衍射(XRD)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、吡啶吸附红外光谱(Py-IR)等手段对HPW/Al2O3催化剂的织构、结构、表面性质等进行了表征,并考察了该催化剂在四氢呋喃聚合反应中的催化性能。结果表明,HPW/Al2O3催化剂负载量在50%~70%能较好地保留HPW的Keggin结构,具有强的Br nsted酸性特征,催化剂的酸量与酸强度随HPW负载量的提高呈递增趋势,而聚合物的收率及相对分子质量(以下简称分子量)与催化剂的酸量间存在线性关系,酸量越大,收率越高,分子量越低。     

C_8H_(16)O_2-ZnCl_2/Al_2O_3负载型催化剂的制备及其脱硫性能研究

通过浸渍法将正辛酸-ZnCl_2低共熔溶剂负载到Al_2O_3上制备负载型催化剂正辛酸-ZnCl_2/Al_2O_3。以正辛酸-ZnCl_2/Al_2O_3为催化剂、过氧化氢为氧化剂脱除模拟油中的噻吩类硫化物。利用XRD、FT-IR、BET、EDS、SEM对其结构进行表征分析,同时考察了脱硫实验中反应温度、催化剂质量、O/S摩尔比、不同硫化物等因素对脱硫效果的影响。实验结果表明,在模拟油用量为5 mL、催化剂质量为0. 5 g、O/S摩尔比为6、反应温度为60℃、反应时间为180 min的条件下,二苯并噻吩(DBT)脱除率为99. 2%。催化剂循环使用5次DBT的脱除率没有明显变化。此外,研究了正辛酸-ZnCl_2/Al_2O_3负载型低共熔溶剂催化氧化的反应机理。     

负载型Fe_2O_3对乙苯脱氢反应的催化性能

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,分别以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和P123为模板剂通过溶胶凝胶法、水热合成法合成出MCM-41、Al-MCM-41、SBA-15介孔分子筛,然后将其作为催化剂载体负载Fe2O3,应用到乙苯催化脱氢制苯乙烯的反应中,考察了不同负载量对乙苯脱氢反应性能的影响,探讨了催化剂的活性保持时间。结果表明,将介孔分子筛作为催化剂载体负载Fe2O3应用到乙苯脱氢反应,当负载量为60%时乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均最高。当n Si/n Al为60时,Fe2O3/Al-MCM-41催化性能最好。Fe2O3/SBA-15所持续的活性时间最长。     

Fe(Ⅲ)/Al_2O_3催化水合肼还原硝基苯活性的研究

首先用硫酸、盐酸或硝酸等处理氧化铝载体,然后采用浸渍法制备了Fe(Ⅲ)/Al2O3催化剂。考察了酸种类、酸浓度、Fe(Ⅲ)含量等对催化剂催化水合肼还原硝基苯制备苯胺活性的影响。结果表明用1 mol·L-1的硫酸处理载体氧化铝所制备的催化剂活性最高,催化剂中Fe(Ⅲ)的负载量为20%是适宜的。在适宜的条件(硝基苯10 mmol,水合肼30mmol,无水乙醇15 mL,催化剂0.4 g,回流反应2 h)下,苯胺的收率为75%。催化剂有较好的重复使用性。     

活性炭负载磷钨酸催化剂的制备及其催化氧化脱硫性能

以活性炭(AC)为载体,磷钨酸(HPW)为活性组分,通过等体积浸渍法制备HPW/AC催化剂,并以二苯并噻吩(DBT)的正十二烷溶液为模拟油(硫含量为800μg/g),H_2O_2为氧化剂,探究催化剂的催化氧化脱硫性能。采用BET、SEM和XRD表征手段对催化剂的结构进行分析。考察了反应温度、反应时间、H_2O_2用量、催化剂用量、乳化剂用量以及模拟油的组成对催化剂催化氧化脱硫效果的影响,最后考察了催化剂的循环使用性能。结果表明,AC经质量分数45%硝酸溶液80℃下活化2h,活性组分HPW的负载质量分数为30%时,所制备的HPW/AC催化剂的氧化脱硫性能最好;最佳反应条件为反应温度80℃,反应时间80min,氧化剂/硫摩尔比n(H_2O_2)/n(S)=12,催化剂用量0.05g/m L,乳化剂用量0.004g/m L。该反应条件下DBT被氧化为二苯并噻吩砜(DBTO_2),用N-甲基吡咯烷酮(NMP)进行萃取,萃取比为1,模拟油的氧化脱硫率达到90.4%。芳香族化合物和烯烃对氧化脱硫效果起到抑制作用,烯烃的影响最为显著,并且催化剂具有良好的稳定性。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化氧化深度处理造纸废水

以等体积浸渍法制备了负载型Fe2O3/γ-Al2O3催化剂,分别采用XRD、SEM和BET对催化剂结构进行了表征。研究了Fe2O3/γ-Al2O3催化氧化深度处理造纸废水的工艺,分别考察了反应温度、催化剂加入量、H2O2加入量等因素对造纸废水降解效果的影响,得出较佳的催化氧化处理造纸废水的工艺条件。在反应温度为70℃,催化剂投加质量浓度为2.5 g/L,H2O2投加质量浓度为3.7 g/L,pH=8.10,反应时间90 min条件下,造纸废水COD去除率可达86.2%,脱色率达到98.6%以上。催化剂稳定性高,铁离子析出质量浓度为0.08 mg/L,对反应影响可以忽略。     

介孔分子筛HMS负载磷钨酸催化剂的制备及其氧化脱硫性能研究

杂多酸催化剂同时具有酸性和氧化性,用于轻质燃料油的氧化脱硫具有很好的效果。以十二胺为模板剂,磷钨酸为活性组分,介孔分子筛HMS为载体,分别采用浸渍法和一步合成法制备了负载型HPW/HMS催化剂。对催化剂进行了FT-IR和SEM分析表征,考察了催化剂制备条件和反应条件对其脱硫活性的影响。结果表明:采用一步合成法制备的HPW/HMS催化剂,其脱硫效率高于浸渍法制备的催化剂;与焙烧法相比,通过溶剂萃洗去除一步合成法制备过程中的模板剂,得到的催化剂脱硫率更高;HPW/HMS催化剂仍然保持磷钨酸的Keggin结构,能有效催化氧化二苯并噻吩(DBT);在反应温度50℃,反应时间60 min,催化剂质量0.02 g,H2O2体积0.1 m L的条件下,DBT脱除率达到96.5%。     

过渡金属改性的Pt/n-Al_2O_3在肉桂醛加氢反应中的催化性能

用NaBH4作还原剂,制备了中性氧化铝(n-Al2O3)负载的Pt-M(M=Fe,Co,Ni,Cu,Mn,Sn)双金属催化剂。考察了过渡金属及反应条件对Pt-M/n-Al2O3催化肉桂醛加氢制肉桂醇的影响。结果表明,Fe改性的Pt/n-Al2O3对催化肉桂醛加氢制肉桂醇具有较好的催化性能,当Pt-Fe/n-Al2O3(中性)催化剂中Pt、Fe的含量均为0.3%时,在70℃,2 MPa氢气条件下反应1.5 h,肉桂醛的转化率为100%,肉桂醇选择性高达84.8%。     

负载型纳米FeOZrO2/Al2O3催化剂的制备

主要研究制备以大孔A12O3,为基载体的负载型纳米FeOZrO2/Al2O3,复合载体.采用溶胶-凝胶法制备负载型纳米FeOZrO2/Al2O3,复合载体.利用比表面、透射电子显微镜(TEM)等对载体催化剂进行了表征.结果表明:负载型纳米FeOZrOJhl203复合载体的比表面积达到76.53 sq·m/g,FeOZrO2/Al2O3,中的FeO粒子约为40nm,较Fe0/Al2O3中FeO的粒子(100nm)小且分布均匀.     

负载型蒙脱土(Fe_2O_3/H-MMT)催化合成聚四氢呋喃

研究了蒙脱土(MMT)负载硝酸铁制备的固体酸催化剂(Fe2O3/H-MMT)在四氢呋喃(THF)开环聚合中的催化性能。考察了催化剂的制备条件和乙酸酐用量对催化活性和聚四氢呋喃(PTHF)粘均相对分子质量的影响。结果表明,在酸化处理用酸浓度为3.00 mo.lL-1,Fe2O3负载量为18%(质量分数),焙烧温度为400℃下制备的催化剂,反应5 h,催化活性为1.17 g.g-1Cat.h-1。催化活性随乙酸酐用量的增加而增大。催化剂的制备条件对PTHF的相对分子质量影响不大,受乙酸酐用量的影响。     

Fe掺杂对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3异丁烷脱氢催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备不同Fe含量的Fe(x)-γ-Al_2O_3复合氧化物载体,并采用真空浸渍法制备了Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂。对制备的催化剂进行XRD、N_2物理吸附-脱附和NH_3-TPD表征,研究Fe的掺杂对Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂的结构及其催化异丁烷脱氢反应性能的影响。结果表明,Fe的引入可以改变催化剂的反应活性和产物选择性,当Fe_2O_3掺杂质量分数为4%时,催化剂具有最高的异丁烯收率,50 h的平均收率达到42.9%。     

希夫碱改性Fe3O4杂化材料的制备与表征

将制备的Fe3O4@SiO2-NH2磁性杂化材料依次经过丙烯酸甲酯(MA)、乙二胺(EDA)和水杨醛(SA)的接枝,得到希夫碱改性的Fe3O4杂化材料(Fe3O4@SiO2-S2),并通过FTIR、XRD、SEM、TEM、VSM对杂化材料的结构进行表征.结果表明,Fe3O4@SiO2-S2材料核壳结构明显,饱和磁化强度为45.9 emu/g.对水溶液中重金属离子的吸附实验结果表明,Fe3O4@SiO2-S2对Hg2+具有选择吸附性,pH=6、45℃条件下,饱和吸附量可达到362 mg/g(1.12 mmol/g),优于Fe3O4@SiO2-NH2、均相体系制备的希夫碱改性的Fe3O4@SiO2复合材料(Fe3O4@SiO2-HO-S)等吸附剂,且在5次循环使用后吸附性能仍能保持89％以上,吸附时间约300 min达到吸附平衡,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型.     

介孔SBA-15负载磷钨酸催化四氢呋喃聚合的研究

以SBA-15为载体负载磷钨酸(HPW),用于催化四氢呋喃(THF)开环聚合,采用在线反应红外分析仪(ReactIR)测定THF转化率,实验考察了HPW负载质量百分比、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)/SBA-15质量比和载体SBA-15孔径等因素对催化剂的催化性能和THF转化率的影响。结果表明:采用直接浸渍法负载HPW,HPW最优负载质量百分比为40%;将SBA-15进行氨基改性后负载HPW,最优APTES/SBA-15质量比为mAPTES/mSBA-15=0.0712,且通过氨基改性可有效改善催化剂的重复利用性能;当载体SBA-15的比表面积较大时(853 m2·g-1)或孔径较大(比表面积较小498~585 m2·g-1)时,所制备的催化剂具有较高的催化效率、聚合产物平均分子量较大,催化剂的催化效率和聚合产物分子量随着孔径增大而增大。     

MCM-41包裹Fe_3O_4负载乙酰丙酮铜催化二氧化碳合成苯乙烯环状碳酸酯

采用浸渍法制备了负载催化剂MCM-41包裹Fe3O4负载乙酰丙酮铜[Fe3O4@MCM-41/Cu(acac)2],利用红外光谱(IR)和X-射线粉末衍射(XRD)对负载催化剂的结构进行了表征,并采用原子吸收光谱(AAS)测定了负载催化剂中的Cu负载量;研究了负载催化剂在二氧化碳(CO2)和氧化苯乙烯(SO)偶联合成苯乙烯环状碳酸酯(SC)反应中的催化性能,考察了Cu负载量、反应温度、反应压力和反应时间等对SC合成的影响,并采用气相色谱(GC)对SC产率进行了定量分析,利用磁铁对负载催化剂进行了回收并研究了其循环催化性能。结果表明,负载催化剂具有较高的催化活性,SC产率高达91.7%;在重复使用5次后,负载催化剂的催化活性基本保持不变。