熔铁催化剂原位还原反应的XRD研究

采用XRD原位反应器对Fe1-xO和Fe3O4基催化剂的还原过程进行动态XRD监测,研究了催化剂还原过程的相变和还原条件.结果表明,Fe1-xO催化剂的活性相α-Fe在325℃开始出现,母体Fe1-xO相在359℃消失,比Fe3O4分别低30℃和40℃;两种催化剂活性相α-Fe各晶面的发育相似,高活性与低活性的晶面平均晶粒度比(d211/d110)Fe1-xO催化剂为0.7725,Fe3O4催化剂为0.7960;活性相开始出现后其平均晶粒度有减小趋势,推断与其对前体结构的继承性有关.两种催化剂活性差异并不是来自活性不同的晶面发育程度.     

Fe2O3复合BiOCl的制备及其光催化性能研究

Fe2O3 was synthesized by the solvothermal method, and the synthesized Fe2O3 was added in the process of preparing BiOCl by hydrolysis, and then Fe2O3/BiOCl photocatalytic materials with different composite ratios were prepared. The optimal Fe2O3/BiOCl (1Fe/50Bi) sample showed a highest photocatalytic efficiency for cationic dyes (Rhodamine B) and anionic dye (methyl orange) degradation irradiated with visible light, as compared with that of a bare BiOCl catalyst. Meanwhile, radical capturing experiments indicated that the photo-induced holes (h+) is the main active species. X-ray powder diffraction and ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy were used to characterize the structural and optical properties, which proved that Fe2O3 was successfully composited to the BiOCl surface and effectively reduced the bandgap of BiOCl. More importantly, the optimal 1Fe/50Bi sample shows the highest photocatalytic efficiency for tetracycline (TC) degradation (98%) irradiated with visible light, as compared with that of a bare BiOCl catalyst. Consequently, the Fe2O3/BiOCl photocatalyst have potential applications in environmental purification.     

Fe2O3-CeO2光催化剂的制备及其催化性能

采用水热共沉淀法及水热浸渍法制备了Fe2O3-CeO2光催化剂,考察了工艺条件对Fe2O3-CeO2结构特征及光催化性能的影响。结果表明,经过600℃热处理,两种方法制得的样品均为立方萤石相CeO2结构,共沉淀法所得Fe2O3-CeO2没有杂相峰出现,随着Fe3+含量增加,样品结晶度增大;当Fe3+摩尔分数在5%以上时,浸渍法所得Fe2O3-CeO2样品有Fe2O3杂相峰,并且结晶度随Fe3+含量增加而降低。经过600℃热处理得到球形的Fe2O3-CeO2,浸渍法制得的样品有长大与团聚趋势。随着Fe3+含量增加,Fe2O3-CeO2对次甲基蓝的催化降解率先增大后减小,3%Fe3+掺杂量的降解率最佳,并且共沉淀法制得的Fe2O3-CeO2对次甲基蓝的催化降解效果优于浸渍法得到的Fe2O3-CeO2及纯CeO2。降解液的pH值直接影响到次甲基蓝的降解率,当pH值为10.0时,降解效果最好。随着催化剂用量增加,降解率先增大后减小,当催化剂质量浓度为100 mg/L、降解时间为100 min时,共沉淀法制备的Fe2O3-CeO2催化次甲基蓝的降解率最高达97.6%;浸渍法制备的催化剂质量浓度为50 mg/L、降解时间为100 min时,其降解率最高为93.4%;而纯CeO2的仅为75.8%。该光催化降解反应为一级动力学反应,反应速率服从多相催化动力学Langmiur-Hinshelwood(L-H)方程,共沉淀法所得Fe2O3-CeO2的最佳表观反应速率常数kapp为14.52×10-2,较浸渍法的增大23.9%,比纯CeO2样品高出71.8%。     

改性方式对共沉淀法制备S2O82-/Fe2O3-SiO2催化活性的影响

对共沉淀法得到的Fe2O3-SiO2混合氧化物前驱物进行水浴及微波水热改性处理,经负载S2O82-并高温焙烧处理后得S2O22-/Fe2O3-SiO2固体酸催化剂,用乙酸/丁醇酯化催化反应评估该催化剂的催化活性.通过n2吸附/脱附测试,与水浴处理方式相比,前驱物进行微波水热改性处理制得的固体酸微孔消失,中孔增多,孔径分布更加均匀,浸溃时S2O82-在前驱物表面上很快可达到吸附平衡.当(NH4)2S2O8浸渍浓度为O.75mol/L,焙烧温度500℃,焙烧时间3 h,制得的催化剂具有较高的催化活性,催化酯化反应3 h,乙酸的转化率可达97.7%.     

Ag/Al2O3+Cu/Al2O3组合催化剂上C3H6选择性催化还原NOx的研究

在全自动催化剂活性评价装置上,考察了Ag/Al2O3和Cu/Al2O3催化丙烯还原NOx的活性及副产物CO的生成转化情况.在实验的温度范围内(200～650℃),Ag/Al2O3具有优异的催化丙烯选择性还原NOx活性,但同时有大量副产物CO形成.Cu/Al2O3选择性催化丙烯还原NOx活性不高,却能有效促进CO的氧化.Ag/Al2O3与Cu/Al2O3机械混合时,催化丙烯还原NOx的活性下降,但没有生成CO.将Cu/Al2O3附加在Ag/Al2O3后,Ag/Al2O3+Cu/Al2O3体系具有与Ag/Al2O3相似的NOx去除活性,同时使CO在300℃以后几乎完全转化.     

富氧气氛中Ag/Al2O3催化C3H6与C2H5OH还原NO的原位红外对比研究

利用原位红外分析手段,探讨了真实条件下选择性催化还原NO的反应机理.研究表明,富氧条件下以Ag/Al2O3为催化剂选择性催化还原NO时,C2H5OH是一种比C3H6更具活性的还原剂.C2H5OH部分氧化时,主要以烯醇式物种吸附于催化剂的表面,该物种与NO迅速反应转化为NCO是以乙醇为还原剂时能高效还原NO的关键.而以C3H6为还原剂时,与NO反应形成NCO起主导作用的却是反应活性较低的羧酸盐,并最终导致NO去除率较低.     

玻璃负载Fe2O3/TiO2的制备及催化超声降解钻井污水CODCr性能研究

为寻求有效降解钻井污水CODCr的新方法和新途径,以玻璃负载Fe2O3/TiO2作为催化剂,研究了钻井污水的催化超声降解.考察了超声波频率、Fe2O3掺杂量、溶液pH值等条件对钻井污水CODCr降解的影响.试验结果表明,掺入摩尔分数为4.0%的Fe2O3的玻璃负载Fe2O3/TiO2催化剂对钻井污水CODCr的降解效果比未掺杂的TiO2的降解率提高了1.96倍.在超声波频率20 kHz,输出功率50 W,pH值为3.0,温度为30℃,钻井污水的CODCr初始浓度1000.4 mg/L的条件下,80 min超声催化处理后的CODCr降解率可达到90.1%以上.     

SO2在Fe2O3-CeO2/γ-Al2O3上的催化还原

研究了γ-Al2O3上浸渍不同金属催化剂催化CO还原SO2的反应,结果发现,Fe2O3/γ-Al2O3具有最高的催化活性,在Fe2O3/γ-Al2O3基础上引入具有较高氧空位和氧流动性的CeO2,催化剂的活性得到进一步的提高,主要是由于两活性物种Fe和Ce有着某种协同作用.不同方法制备的Fe2O3/γ-Al2O3的催化活性也不同,采用溶胶-凝胶法制备的催化剂的活性最好,可能是由于溶胶-凝胶法使催化剂表面的活性物种分布更均匀.     

Ag-Pd/Al2O3上C3H6选择性催化还原NOx的研究

研究了不同的Pd添加量及氧浓度对Ag-Pd/Al2O3催化剂上C3H6选择性催化还原NOx性能的影响和可能的反应机理.活性评价结果表明其他反应条件不变时,Pd的添加量为0.01%时,Ag-Pd/Al2O3催化剂具有最好的NOx催化活性;氧浓度的增加,有利于NOx的转化率的提高.原位漫反射红外光谱(In-situ DRIFTS)研究表明,添加0.01%的Pd有利于反应过程中丙烯的部分氧化,即烯醇式物种的生成,该物种与NO-3的反应活性很高,能够迅速生成关键中间体异氰酸酯(-NCO),从而促进NOx催化还原反应的发生.     

CuO/γ-Al2O3催化剂选择性催化还原NO的研究

采用CuO／γ-Al2O3作为C3H6选择性催化还原(C3H6-SCR)NO催化剂,考察了铜负载量(CuO含量为0～20％(ω))、氧浓度及原料气空速对NO转化率的影响。结果表明：CuO／γ-Al2O3催化剂的NO还原活性是比较高的;当铜负载量为16％(ω)时,NO转化率比较理想;在考察的氧浓度范围内,当氧浓度为0．428％(φ)时,NO转化率是适宜的。     

原位合成对苯二甲酸柱撑Ni-Al-LDHs/γ-Al2O3过程中的非原位结晶反应

 在γ-Al₂O₃表面原位合成对苯二甲酸柱撑Ni-Al-LDHs/γ-Al2O3的过程中伴随着非原位结晶反应。采用XRD、SEM等方法考察了该非原位结晶反应产物的结构特征,并且考察了反应体系的pH值、物料投入量、晶化温度、搅拌速率等因素对非原位结晶的影响,得出了抑制非原位结晶的适宜条件：n(NH₃)/n(Al)=6,n(Al)/n(Ni)=0.4,晶化温度55~65℃,晶化时间不宜超过24h。     

纳米固体酸S2O82-/Fe2O3催化合成马来酸二己酯

用S2 O2 -8 浸渍Fe2 O3 并焙烧制得了比SO2 -4/Fe2 O3 催化活性更强的固体超强酸S2 O2 -8/Fe2 O3 。通过马来酐与正己醇的酯化反应考察了催化剂的活性 ,对所合成的催化剂的结构用XRD和TEM进行了表征。结果表明 :S2 O2 -8/Fe2 O3 的催化作用明显高于SO2 -4/Fe2 O3 ;对于给定的反应 ,用NH3 ·H2 O作Fe2 O3 沉淀剂、用0 .2 5mol/L的 (NH4) 2 S2 O8浸渍Fe2 O3 15min ,在 5 5 0℃焙烧 3h时可制得较高活性的纳米级催化剂S2 O2 -8/Fe2 O3 ;其晶形为α Fe2 O3 ;有较好的重复使用性 ;它能代替硫酸、对甲苯磺酸用于催化马来酐和正己醇的酯化反应 ,可得无色透明的酯化产物     

SO42-/Fe2O3-ZrO2-La2O3固体超强酸催化剂及其催化合成缩酮

用ZrO2 和La2 O3 对固体超强酸催化剂SO42 -/Fe2 O3 进行改性 ,并将改性催化剂用于以新戊二醇和异丁基氯代苯丙酮为原料催化合成布洛芬药物中间体———缩酮。催化剂的最佳制备条件为 :c(H2 SO4) =0 2 5mol/L ,焙烧温度 5 0 0℃。缩合反应的最佳条件为 :催化剂用量 (质量分数 ) 1 5 % ,n(新戊二醇 ) :n(异丁基氯代苯丙酮 ) =2 5∶1。催化剂的酸强度可达到H0 ≤ - 14 5 2 ,比表面积可达 12 4 8m2 /g以上。催化剂不仅具有很高的催化活性 ,而且重复使用性能良好 ,可回收再生使用。     

Au/Fe2O3催化剂上的低温水煤气变换反应

研究了沉积-沉淀法制备的Au/Fe2O3催化剂上的低温水煤气变换反应,结果表明,金负载量对催化剂的性能有较大影响,催化剂活性随金负载量的增加而升高;经氧气及低温(140℃)氢气氛处理的试样活性相当,且具备优良的稳定性,而经高温(250℃)氢气还原处理试样的催化性能明显降低,原因很可能是由于金物种粒径增大,且均被还原为单质金所致.XRD、H2-TPR结果证实,在水煤气变换反应发生时,催化剂载体组成主要为Fe3O4相.     

核-壳结构Fe3O4/SiO2超顺磁性微球

采用化学共沉淀法,以六水合三氯化铁和四水合二氯化铁为原料,制备了Fe3O4磁性纳米粒子;然后,在其表面,采用St?ber法将有机硅氧烷直接水解得到了Fe3O4/SiO2磁性微球.结果表明:Fe3O4/SiO2磁性微球具有核-壳结构,粒径约为200 nm,Fe3O4纳米粒子完全包裹于SiO2内部;Fe3O4磁性纳米粒子和...     

以水合Al2O3为基体合成MCM-41/γ-Al2O3复合材料

以γ-Al2O3的水合产物薄水铝石为基体，以十六烷基三甲基溴化铵（CTMABγ）为模板剂，以水玻璃为硅源．采用原位合成方法水热制备了高热稳定性的MCM-41／γ-Al2O3复合材料。考察了γ-Al2O3的水合时间、水合温度和MCM-41合成母液的pH值、晶化温度等对复合材料中MCM-41性质的影响。对γ-Al2O3的水合产物和复合材料进行了X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和低温N2吸附表征。结果表明，提高水合温度或延长水合时间，γ-Al2O3逐渐水合为尺寸均一的条状薄水铝石，且其孔径增大；以薄水铝石为基体合成的MCM-41/γ-Al2O3复合材料中MCM-41的相对结晶度增加，热稳定性显著改善；MCM-41／γ-Al2O3复合材料较佳的合成条件为：γ-Al2O3的水合时间24h，水合温度150℃，合成母液的pH值11．0，晶化温度150℃。薄水铝石在合成母液中的溶解性是影响复合材料中MCM-41性能的主要因素。     

Ag、In、Sn/Al2O3氧化物催化剂上选择性还原NO

针对Ag/Al2O3、In/Al2O3和Sn/Al2O3氧化物催化剂,选择有代表性的C3H6、C8H1s和C2H5OH做还原剂,考察了富氧条件下选择性催化还原NOx的性能以及H2O和SO2对不同催化剂活性的影响.结果表明,反应体系中含10%H2O和1×10-4 SO2,丙烯为还原剂时,氧化物催化剂的活性顺序变为Ag(81%)＞Sn(76%)＞In(58%).还原剂为辛烷或乙醇时,Ag/Al2O3催化剂上表现出更宽的活性温度范围,NOx最大转化率达到90%以上,而In/Al2O3及Sn/Al2O3氧化物催化剂的NOx还原性能较丙烯为还原剂时差.Ag/Al2O3催化剂具有较好抗水和二氧化硫性能,且表现出与液态还原剂乙醇和丙烯很好的匹配特性,具有净化稀燃汽车尾气中NOx的实际应用前景.     

固体酸SO4 2- /Fe2O3在浒苔热液化中的应用

直接焙烧FeSO4?7H2O制备固体酸SO42-/Fe2O3催化剂,并对其进行NH3程序升温脱附表征。以工业乙醇为溶剂,研究了该催化剂对浒苔热液化生产生物油的催化作用。结果表明,焙烧温度和焙烧时间对固体酸SO42-/Fe2O3催化剂表面的酸量和酸强度有显著影响。500℃焙烧5 h制备的SO42-/Fe2O3催化效果最好,可以显著提高浒苔热液化生物油产率;与未加催化剂相比,生物油产率从44.8%提高至48.5%、残渣产率从40.7%降至35.0%。浒苔热液化所得生物油中含有较多的单糖和乙酯类化合物;加入固体酸SO42-/Fe2O3催化剂后,所得生物油中单糖类物质含量降低,乙酯类化合物含量显著增加,且有烷烃类物质形成。