纳米ZrO2应用研究进展

纳米ZrO_2因其特殊的理化性能被广泛应用于材料、医学等多个领域。综述了ZrO_2在催化治污、药物载体、高性能材料和氧传感器等领域的应用研究进展;展望了纳米二氧化锆的发展前景,开发性能优异、应用范围广泛的复合型纳米ZrO_2材料及其高效生产工艺有助于进一步拓展其应用前景和商业化推广。     

超重力场共沉淀法制备Cu/ZrO2催化剂的研究

以硝酸铜、氧氯化锆为原料,以w(NaOH)=20%溶液为沉淀剂,采用超重力场共沉淀法,制备出用于二乙醇胺脱氢制亚氨基二乙酸的Cu/ZrO2催化剂。通过正交实验获得了较优的催化剂制备条件：超重力场反应器转速为800r/min、沉淀终点pH=12、陈化时间为5h、原料锆铜原子比为2:1和锆盐初始浓度为0.2mol/L。优化条件下制得的催化剂前驱体,经500℃焙烧5h、220~240℃下还原5h得到Cu/ZrO2催化剂。将催化剂用于二乙醇胺催化脱氢性能研究,亚氨基二乙酸钠的收率达97.50%,选择性达98.05%。将该催化剂重复使用5次,平均收率为95.02%,单程失活率为1%~2%,具有较稳定的催化活性和较长的使用寿命。且在实验室小试条件下该催化剂的催化性能优于传统共沉淀方法制备的Cu/ZrO2催化剂。     

ZrO2增韧陶瓷的研究进展

综述了ZrO2陶瓷及添加氧化物稳定剂对四方相氧化锆的稳定性影响，以及ZrO2陶瓷材料的种类，增韧机理及其主要应用领域，并展望了氧化锆增韧陶瓷的研究发展趋势。     

甘油氢解制1,2-丙二醇Cu/ZrO2催化剂的改性

用等体积浸渍法制备了一系列负载在ZrO2上的铜系催化剂,考察其在甘油气相氢解制1,2-丙二醇反应中的性能,并用BET、SEM、XRD和H2-TPR表征了催化剂的孔结构、形貌,晶相和还原性。用预备实验筛选了几种载体,发现SiO2活性和选择性最佳,但很快失活;ZrO2活性次之,而选择性较差。接着考察用共沉淀法在ZrO2载体中添加稀土元素Ce,La,Y的效果,发现均能显著提高催化活性和选择性,而加钇稳定的氧化锆(YSZ)载体性能最佳。最后,浸渍Ce对负载Cu催化剂进行改性,发现18%Cu-4%CeO2/YSZ催化剂活性和选择性最佳,1,2-丙二醇得率超过93%。表征分析发现该催化剂具有开放性孔结构,比表面积达到107m2/g,前躯体中CuO晶粒最小,还原温度最低。对最优条件下制备的催化剂进行了长运转考察,稳定运行超过1600hr,1,2-丙二醇得率维持在94%以上,具备工业化前景。     

ZrO2/SiO2催化剂的制备及其氧化脱硫性能研究

以己内酰胺-八水氧氯化锆低共熔溶剂为添加组分,采用溶胶-凝胶法合成含锆的硅胶,再经过高温煅烧得到n-ZrO₂/SiO₂ （n=2%,4%,6%） 负载型催化剂。并用红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、N₂吸附-脱附、X射线光电子能谱（XPS）对其进行结构表征,确定ZrO₂成功负载到SiO₂上。以ZrO₂/SiO₂为催化剂和吸附剂,H₂O₂为氧化剂组成催化氧化脱硫体系,并应用于模拟油脱硫。分别考察了氧化锆负载量、反应温度、氧硫比、催化剂加入量及不同类型的硫化物对脱硫效果的影响。实验结果表明,在反应温度为70℃、n（H₂O₂）/n（S）=4（摩尔比）、4%-ZrO₂/SiO₂的加入量为0.2 g的最佳反应条件下,氧化脱硫体系对二苯并噻吩（DBT）、4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）和苯并噻吩（BT）的脱除率分别为98.7%、93%和65.9%。且4%-ZrO₂/SiO₂回收利用5次后,DBT脱除率仍可达到91.8%。     

用于二乙醇胺脱氢的Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2催化剂的制备与表征

以氢氧化钠为沉淀剂,硝酸铜、硝酸锌、硝酸铝和硝酸氧锆为原料,采用共沉淀法制备出了用于二乙醇胺脱氢制亚氨基二乙酸的Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2催化剂,并用物理吸附(BET)和X射线衍射(XRD)对不同种类的铜基催化剂进行了表征,探讨了ZnO和Al2O3的不同比例对催化剂性能的影响。结果表明,同时加入ZnO和Al2O3的Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2催化剂具有大的比表面积,Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2催化剂具有非晶态结构。该催化剂适宜的反应条件为:w(NaOH)=30%、反应温度160℃、压力1.0 MPa,二乙醇胺转化率可达100%,亚氨基二乙酸收率可达95.61%。     

聚苯胺的应用及其机理研究进展

本文简述了聚苯胺作为导电聚合物的特性,详细叙述了近年来聚苯胺的应用及其应用机理的研究进展.归纳了目前聚苯胺材料所存在的不足,并对其发展前景进行了展望.     

SO42-/ZrO2轻质烷烃异构化催化剂的制备和工业应用进展

硫酸化氧化锆固体酸（SO₄^2-/ZrO₂）烷烃异构化催化剂兼具高活性、可再生和环境友好的优点,具有广阔的应用前景。本文综述了SO₄^2-/ZrO₂催化剂在轻质烷烃异构化中的工业应用进展,包括市场现状、现有技术、经济性等方面,并对专利和文献中报道的催化剂制备技术进行了论述总结。重点针对催化剂的关键制备参数以及对催化剂结构和异构化性能的影响进行了深入分析和探讨,包括氢氧化物前体的沉淀和焙烧条件、助剂的添加和改性作用、催化剂预处理条件和原料水含量的影响等。最后对催化剂开发和工业化中的难点给出了分析和建议,并展望了未来的催化剂发展方向,指出拓宽催化剂的原料适应性、发展新型制备技术和助剂体系、结合催化剂再生等工艺研究是未来的发展方向。     

TiO2可见光催化剂的研究进展及其应用

TiO2是当前最具应用潜力的光催化剂之一,但仍然存在不足,因为TiO2在禁带窄(为3.2eV)、在紫外光照下才显示出高的活性,为了有效地利用太阳光,希望其在可见光下也能具有光催化活性.因此,TiO2可见光化一直是研究热点.目前TiO2可见光化的研究取得了一定进展,金属离子掺杂、非金属离子掺杂、离子注入、复合半导体、贵金属沉淀以及染料光敏化等方法都不同程度地实现了TiO2可见光化.本文综述了目前的研究现状,并对今后的研究提出了展望.     

改性TiO2光催化剂的研究进展

TiO2不仅在陶瓷工业上应用广泛,而且作为一种重要的光催化剂在环境保护方面有着重要的应用前景。但由于自身因素的影响,限制了TiO2光催化剂的应用。文章介绍了TiO2光催化剂的反应机理,综述了掺杂改性的作用机理及方法,并对这些方面研究所取得的进展进行了简单评述,对今后的研究作了展望。     

离子液体中催化香茅醛一锅合成薄荷醇

研究制备了Cu/ZrO2-SiO2双载体催化剂,并在离子液体介质中研究香茅醛催化加氢合成薄荷醇反应。结果表明：离子液体中的阳离子与香茅醛分子中的羰基形成氢键,使香茅醛更容易异构化为胡异薄荷醇,提高了催化剂选择性;特别是可调节酸度的[bmim][AlmCln]离子液体,有效提供香茅醛的异构化所需的路易斯酸条件,在竞争性加...     

超重力场共沉淀法制备Cu/ZrO_2催化剂

以硝酸铜、氧氯化锆为原料,以w(NaOH)=20%水溶液为沉淀剂,采用超重力场共沉淀法,制备出用于二乙醇胺脱氢制亚氨基二乙酸的Cu/ZrO2催化剂。通过正交实验获得了较优的催化剂制备条件:超重力场反应器转速为800 r/min、沉淀终点pH=12、陈化时间为5 h、原料n(Zr)∶n(Cu)=2∶1和锆盐初始浓度为0.2 mol/L。在该优化条件下制得的催化剂前驱体,经500℃焙烧5 h、220~240℃还原5 h得到Cu/ZrO2催化剂。将该催化剂用于二乙醇胺催化脱氢性能研究,亚氨基二乙酸钠的收率达97.50%,选择性达98.05%。将该催化剂重复使用5次,平均收率为95.02%,单程失活率为1%~2%,具有较稳定的催化活性和较长的使用寿命。且在实验室小试条件下该催化剂的催化性能优于传统共沉淀法制备的Cu/ZrO2催化剂。     

甘油氢解制1,2-丙二醇Cu/ZrO_2催化剂的稀土改性

用等体积浸渍法制备了稀土改性的Zr O2负载铜催化剂,考察其在质量分数40%甘油水溶液进料时气相氢解制1,2-丙二醇反应的性能,并用比表面积及孔径分析仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和氢气程序升温还原(H2-TPR)表征了催化剂的孔结构、形貌、晶相和还原性。典型的氢解反应条件为220℃、1MPa、氢与甘油的摩尔比值为100,液时空速为0.25 g甘油/(g催化剂·h)。首先在预实验中对Al2O3、Si O2和Zr O23种载体进行对比实验,发现未改性的负载铜催化剂均不稳定。浸渍Ce改性的Cu/Si O2催化剂稳定性有较大改善,但只维持700 h左右。接着考察用共沉淀法在Zr O2载体中添加稀土元素铈(Ce)、镧(La)和钇(Y)的改性效果,发现均能显著提高催化活性和选择性,而加Y稳定的氧化锆(YSZ)载体性能最佳。最后浸渍Ce对Cu/YSZ催化剂进行改性,并对Ce的含量进行了优化,结果证明,18%Cu~4%Ce O2/YSZ(均为质量分数)催化剂活性和选择性最佳,1,2-丙二醇得率超过93%。该催化剂具有开放性孔结构,比表面积达到107 m2/g,前躯体中Cu O晶粒最小,还原温度最低。对最优条件下制备的催化剂进行了长运转考察,稳定运行超过1 600 h,1,2-丙二醇收率维持在94%以上。     

不同晶相结构ZrO2负载铜基催化剂用于二乙醇胺脱氢反应

通过制备不同晶相结构〔单斜相(m-ZrO_2)、四方相(t-ZrO_2)和无定型(a-ZrO_2)〕ZrO_2载体,再通过沉积沉淀法制得Cu/m-ZrO_2、Cu/t-ZrO_2和Cu/a-ZrO_2催化剂,分别用于催化二乙醇胺脱氢合成亚氨基二乙酸反应。采用XRD、氮气物理吸附脱附、XPS、H_2-TPR、CO_2-TPD对催化剂的结构进行了表征。结果表明,Cu/m-ZrO_2催化剂界面更加有利于Cu~+/Cu~0稳定存在,具有更多的碱性位点,且抗氧化性较好。在二乙醇胺脱氢反应中,Cu/m-ZrO_2催化剂性能最好,反应时间为2.5 h,亚氨基二乙酸收率为97.64%。     

Ni-W-P/ZrO2复合电极的制备及其催化析氢性能

在电沉积Ni-W-P合金的工艺基础上,通过加入ZrO2微粒,制备了Ni-W-P/ZrO2复合电极.通过扫描电子显微镜(SEM)对电极的表面形貌进行了表征,利用稳态极化曲线、电流密度-时间(i-t)曲线等电化学测试方法研究了电极的催化析氢性能,考察了镀层中ZrO2复合量对电极析氢性能的影响.     

Influences of particle size and crystallinity of highly loaded CuO/ZrO2 on CO2 hydrogenation to methanol

In this study, highly loaded CuO (65.2 wt%) on ZrO₂ support was prepared by flame spray pyrolysis, and the effects of their particle sizes and ZrO₂ crystallinity on CO₂ hydrogenation to methanol were investigated. By varying the precursor feed rate (1–10 mL min⁻¹), the crystallite size (3–7 nm) and the crystallinity of tetragonal ZrO₂ were controlled. After H₂ reduction at 300°C, the Cu species in the catalysts, prepared at the feed rate = 2–10 mL min⁻¹, were converted to Cu particles (approximately 10–20 nm); however, the size and crystallinity of ZrO₂ remained the same. The activity and selectivity of the catalysts prepared at the feed rate = 2–3 mL min⁻¹ were higher than those of the catalysts prepared at the feed rates = 5–10 mL min⁻¹, because the smaller ZrO₂ particles in the former provided more surface to stabilize small Cu particles and from interfacial Cu-ZrO₂ sites (active sites).     

固体酸催化剂作用下氯苯硝化的区域选择性研究

制备了SO^2-4/ZrO2催化剂并研究了该催化剂作用下硝酸硝化氯苯的区域选择性，反应具有强对位选择性硝化能力，催化剂经500℃焙烧后，在反应温度为30℃和反应30min时，氯苯一硝化产物中邻／对硝基氯苯异构体的质量比达0．23，产物得率可达55．5％，催化剂重复使用4次，其催化活性减少不大。     

Active sites in Cu/ZnO/ZrO2 catalysts for methanol synthesis from CO/H2

Among various Cu/ZnO/ZrO₂ catalysts with the Cu/Zn ratio of 3/7, the one with 15 wt.% of ZrO₂ obtains the best activity for methanol synthesis by hydrogenation of CO. The TPR, TPO and XPS analyses reveal that a new copper oxide phase is formed in the calcined Cu/ZnO/ZrO₂ catalysts by the dissolution of zirconium ions in copper oxide. In addition, the Cu/ZnO/ZrO₂ catalyst with 15 wt.% of ZrO₂ turns out to contain the largest amount of the new copper oxide phase. When the Cu/ZnO/ZrO₂ catalysts is reduced, the Cu²⁺ species present in the ZrO₂ lattice is transformed to Cu⁺ species. This leads to the speculation that the addition of ZrO₂ to Cu/ZnO catalysts gives rise to the formation of Cu⁺ species, which is related to the methanol synthesis activity of Cu/ZnO/ZrO₂ catalyst in addition to Cu metal particles. Consequently, the ratio of Cu⁺/Cu⁰ is an important factor for the specific activity of Cu/ZnO/ZrO₂ catalyst for methanol synthesis.