模板法制备La_2O_3-Ce_xZr_(1-x)O_2催化酯交换反应的研究

以松木屑为模版,制备了La_2O_3-Ce_xZr_(1-x)O_2复合氧化物,用于催化餐饮废弃油合成生物柴油的酯交换反应。采用BET比表面积分析仪、扫描电子显微镜(SEM)对La_2O_3-Ce_xZr_(1-x)O_2进行表征。研究不同制备方法对催化剂活性的影响,分析不同的反应条件对酯交换反应产率的影响。结果表明:当反应条件为x=0.5,催化剂量为餐饮废油质量的5%,甲醇与餐饮废油物质的量的比为54∶1时,在165℃下反应4.5h左右,酯交换反应获得生物柴油的产率为91.1%。     

Al_2O_3/WO_3/ZrO_2催化剂的制备及在酯交换反应中的研究

以松木为模板,采用模板法将不同含量的Al_2O_3添加到WO_3/ZrO_2复合氧化物中,采用X射线衍射、BET比表面积分析、拉曼光谱和NH_3等温吸附测试等手段对其进行表征,以评估其改进结果。将Al_2O_3/WO_3/ZrO_2催化剂应用到甲醇与乌桕油(非食用油)的酯交换反应中,在其他反应条件相同,Al_2O_3质量分数为3%时,生物柴油最高产率达到83.1%。结果表明:添加Al_2O_3稳定了ZrO_2的四方相结构,使得催化剂比表面积更大、孔数量增加;模板法制备的催化剂孔径分布均匀,WO_3呈高度分散无定型状态;引入Al_2O_3增加了WO_3/ZrO_2催化剂的中强酸性,对弱酸性和强酸性无明显改变。     

固体碱催化剂CaO-人造沸石催化制备生物柴油的研究

制备了CaO-人造沸石固体碱催化剂,并将其用于酯交换反应制备生物柴油.按L25(56)设计了正交试验,并确定了制备生物柴油的最佳工艺条件为:催化剂焙烧温度为500℃,催化剂用量为原料油质量的4%,醇油摩尔比为9:1,反应时间3.5 h,反应温度70℃,生物柴油产率可达98%;并运用了FT-IR、TG-DSC、XRD等手段对催化剂进行了表征.     

菜籽油脚料制备生物柴油的研究

以预处理后菜籽油脚料为油源,甲醇为酯化剂,分别经硫酸催化的预酯化和碱催化下的酯交换反应和系列分离精制工艺,合成了生物柴油.红外光谱表征了产物结构,经GC/MS分析测定,减压蒸馏后的生物柴油中的脂肪酸甲酯的含量超过98%.通过正交试验确定了预酯化最佳工艺条件:反应温度65℃,反应时间60min,醇油质量比1.0:1.0,催化剂H2SO4用量3.0%(质量百分比),该条件下,预酯化的酯化率达到85.5%;而碱催化下的酯交换最佳工艺条件为:反应温度60℃,醇油质量比0.4:1.0,催化剂NaOH用量1.0%(质量百分比),反应时间60min.     

Possible negative influences of increasing content of cerium on activity and hydrothermal stability of Rh/ceria-zirconia three-way catalysts

The activity and hydrothermal stability of the Rh/Ce_xZr_(1-x)O_2(x=0,0.05,0.3,0.5) model three-way catalysts for gasoline vehicle emissions control were investigated in this work.Among the Rh/Ce_xZr_(1-)_xO_2 samples with different Ce/Zr ratios,the Rh/ZrO_2 sample exhibits a significantly better activity and hydrothermal stability than the rest of the samples.The impacts of having more Ce components in the Rh/Ce_xZr_(1-x)O_2 catalysts are associated with the strong Rh-O-Ce interaction that tends to over stabilize the rhodium species.A significant amount of such rhodium atoms can be found in the bulk of the support oxides after a hydrothermal aging at 1050℃ with 10% H_2 O in air for 12 h.Differently,the sintering of rhodium on the surface of Rh/ZrO_2 catalysts is the main reason for the catalyst deactivation during the hydrothermal aging.These findings provide an example where high dispersion of supported metal induced by strong metal-support interactions does not necessarily lead to high catalytic activity.     

铝电解惰性阳极用纳米铁氧体的合成

以聚乙二醇为表面活性剂、NaOH为水解剂,采用水热法制备NiFe_2O_4纳米粉末,对其结构进行表征,并探讨反应温度、反应时间、反应pH对粉体物相和形貌的影响。在下述优化条件下成功制备了CoxNi(1-x)Fe_2O_4(x=0,0.1,0.2,0.3)多元铁氧体材料:反应温度220℃、时间2h、pH=13.3。     

固体酸SO_4~(2-)/C-TiO_2-La_2O_3的制备及其催化性能的研究

采用高温磺化法制备复合型稀土改性固体酸SO_4~(2-)/C-TiO_2-La_2O_3,以酸值为18.97 mg(KOH)/g地沟油与甲醇的酯化反应作为探针反应,考察La_2O_3含量、磺化温度、磺化时间对固体酸催化剂SO_4~(2-)/C-TiO_2-La_2O_3酸位中心的影响。结果表明,制备催化剂SO_4~(2-)/C-TiO_2-La_2O_3的最佳条件:La_2O_3的含量为3%、磺化温度为200℃、磺化时间为10 h,在此条件下催化地沟油与甲醇发生酯化反应的酯化率最高可达到91.42%。利用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、比表面积、热重分析、能谱分析等手段对固体酸催化剂进行表征,结果表明,同时加入La_2O_3和TiO_2,可增加催化剂的酸位中心的数量、提高催化剂的稳定性、增强催化剂的催化性能。     

氢氧化钠/聚丙烯酸钠固体碱的合成及其催化酯交换反应性能

采用原位聚合担载的方法制备了聚丙烯酸钠担载NaOH的氢氧化钠/聚丙烯酸钠(NaOH/NaPAA)固体碱催化剂,研究了固体碱催化剂的吸水性、保水性和碱性,并考察了其催化橄榄油与甲醇的酯交换反应催化活性和耐水性.结果表明,NaOH担载量对NaOH/NaPAA固体碱催化剂的吸水倍率影响明显,随着NaOH担载量增加,吸水倍率呈先上升后降低的趋势;担载量为7.5mmol时,吸水倍率呈现最大值,且具有良好的保水性能;碱量随NaOH担载量的增加而增大,碱强度达15.0相似文献   

制备参数对氧载体组织性能的影响

利用SEM、XRD、BET、万能摩擦磨损试验机,研究了Al_2O_3, Fe_2O_3, ZrO_2, TiO_2, SiO_2五种惰性载体及其加入不同比例、不同煅烧温度和不同时间等制备参数对铜基氧载体相组成、表面微观形貌、比表面积、机械强度等性能的影响.CuO和Al_2O_3和Fe_2O_3反应生成不具有放氧性能的CuAlO_2、CuFeO_2的尖晶石化合物,其他三种惰性载体(ZrO_2、TiO_2、SiO_2)与CuO不发生反应,适合于制备铜基氧载体.随着惰性载体含量的增加,氧载体晶粒排列变疏松,孔隙增多,比表面积逐渐增大,机械强度影响不大.煅烧温度越高,氧载体表面分布致密、晶粒增大、比表面积减小,机械强度增强.另外,煅烧时间的改变不会影响氧载体的组织性能.     

煅烧温度对共沉淀法制备热障涂层用LaMgAl_(11)O_(19)前驱粉末性能的影响

采用共沉淀法制备热障涂层用LaMgAl_(11)O_(19)前驱粉末(沉淀温度80℃,沉淀pH值10.5),测试分析煅烧温度对粉末组织形貌和物相组成的影响。研究结果表明:经过1 100℃煅烧,粉体由MgAl_2O_4,LaAlO_3和La_2O_3相组成,随煅烧温度上升至1 500℃,形成了具有单一LaMgAl_(11)O_(19)物相结构。所制备的LaMgAl_(11)O_(19)粉体粒径介于3～5μm,厚度为0.5～1.0μm。伴随煅烧温度上升,Mg1s,O1s,La3d和Al2p的电子结合能出现波动,向高能端发生明显位移。当到达1 500℃时,Mg,La和Al的电子结合能均增大。在XPS谱图上形成O1s,La3d,Mg2p和Al2p主电子峰,Mg,La和Al被氧化。在LaMgAl_(11)O_(19)晶体内形成了互相交错结构的层状组织,表现为明显的各向异性特征。当煅烧温度上升到1 300℃时,La_2O_3键数量逐渐减小。     

硅钨杂多酸制备、表征及催化油酸酯化反应合成生物柴油活性研究

采用硝酸酸化-乙醚萃取法制备了一种硅钨杂多酸催化剂,应用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射(XRD)、程序升温脱附(NH₃-TPD)、热重分析(TG)等手段对催化剂进行了表征,并以甲醇和油酸为反应物,研究了所制备的硅钨杂多酸在催化酯化反应时的活性,考察了催化剂用量、反应时间、反应温度等反应参数对酯化反应产品收率的影响.结果表明:当甲醇与油酸的质量比为3:2,催化剂用量为反应物总质量的1.4 %,反应时间为3.5 h,反应温度为65 ℃时,油酸甲酯的收率最高,为96.45 wt%.      

以三聚氰胺-甲醛微球为模板制备均一氧化钇空心球

利用三聚氰胺和甲醛在水溶液中缩聚交联生成的单分散三聚氰胺-甲醛(MF)微球为模板,尿素为沉淀剂,通过均相沉淀法制备出核壳结构前驱体,煅烧除去模板,得到氧化钇(Y_2O_3)空心球。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)、X射线能谱仪(XPS)、热重分析(TG)和差示扫描量热分析(DSC)对Y_2O_3空心球的形貌与结构组成进行表征。结果表明,经煅烧后,MF模板可被有效去除,无定形的前驱体转变成结晶的Y_2O_3,生成粒径约1.7μm、壳层厚度为100 nm的Y_2O_3空心球。     

稀土和过渡金属助剂对氧化脱硫催化剂反应性能影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同稀土金属和过渡金属离子为助催化剂的SiO_2负载型磷钼酸(HPMo)催化剂M-HPMo/SiO_2(M=Eu、La、Ni、Co),研究了此催化剂在模拟柴油的催化氧化脱硫反应中的性能。使用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换-红外光谱FT-IR、N2吸附-脱附等分析手段对催化剂的结构进行了表征。结果表明,稀土金属和过渡金属离子的加入保持了磷钼酸的Keggin结构,并促进了磷钼酸活性中心在SiO_2表面的分布,稀土元素催化助剂Eu在反应中的助催化作用最为明显,Eu-HPMo/SiO_2有较高的催化活性。在催化剂用量为0.1 g、反应温度为50℃、n(H_2O_2)/n(S)=3、反应时间60 min,催化剂Eu-HPMo/SiO_2对DBT的脱除率为99.2%。该脱硫反应为表观一级反应,反应表观活化能为51.16±5.79 k J/mol,指前因子A=6154±697。     

从腐泥土型红土镍矿制备共掺杂MgFe2O4物相转化规律及催化性能

采用酸浸-水热-煅烧法从腐泥土型红土镍矿中制备磁性多金属共掺杂型MgFe₂O₄异相类芬顿(Fenton)催化剂.利用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积及孔径分布测定(BET-BJH)等手段, 考察了煅烧温度对所制备产物结构、形貌和比表面积及孔径分布的影响, 并研究了所制备产物作为异相Fenton催化剂降解罗丹明B (RhB)溶液的催化活性.结果表明, 水热合成产物为层状双(多)金属氢氧化物和尖晶石型MgFe₂O₄复合物.通过300℃的煅烧, 层状双(多)金属氢氧化物就能分解并生成MgFe₂O₄; 随着煅烧温度的提高, 产物结晶度增加、粒径尺寸变大, 形貌逐渐生长为近球型颗粒且分散度渐渐提高, 同时介孔数量减少、比表面积减小.经过500℃煅烧的试样H-C500显示出优异的催化降解活性.在体系反应温度为45℃、pH值为6.44、催化剂用量为0.625 g·L-1且H₂O₂体积分数为1.0%的条件下, 经过300 min, 10 mg·L-1的罗丹明B溶液降解率可达到97.8%, 同时总有机碳(TOC)去除率达到77.8%.重复使用3次后, 催化剂仍能保持较高活性, 降解率和TOC去除率减少量分别少于3.0%和5.0%.      

La_(0.9)Rb_(0.1)Co_(1-x)Fe_xO_(3-δ)钙钛矿催化剂上NO_x辅助碳烟燃烧性能的研究

通过柠檬酸溶胶凝胶法制备了La_(0.9)Rb_(0.1)Co_(1-x)Fe_xO_(3-δ)(x=0.1～0.8)系列钙钛矿催化剂。通过X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、NO_x程序升温脱附(NO_x-TPD)及X射线光电子能谱(XPS)考察了Fe含量变化对催化剂结构、NO_x辅助碳烟燃烧反应活性、催化剂氧化还原活性、催化剂表面Fe和Co的化学状态以及NO_x储存能力的影响。结果表明:所制备的催化剂均保持钙钛矿结构,Co与Fe的共掺杂改变了B位金属的化学状态,催化剂表面存在Co~(2+)和更高价态的Fe物种。相比纯LaCoO_3和LaFeO_3,La_(0.9)Rb_(0.1)Co_(1-x)Fe_xO_(3-δ)(x=0.1～0.8)催化剂碳烟燃烧的特征温度T_(50)分别下降约30和70℃,碳烟燃烧的速度也随之加快。同时,在NO_x辅助碳烟燃烧过程中,NO氧化所生成的NO_2可与碳烟反应生成N_2,其中La_(0.9)Rb_(0.1)Co_(0.6)Fe_(0.4)O_(3-δ)催化剂具有最高的NO_x消除能力,在381℃时达到36.4%。     

空气气氛下钒钛铁精矿碳热还原制备Fe-Ti(C,N)复合粉末

以钒钛铁精矿和煤粉为原料,在空气气氛下通过碳热还原法制备Fe-Ti(C,N)复合粉末。通过还原产物X射线衍射分析,对空气气氛下还原温度和配碳量对钒钛铁精矿碳热还原的反应过程以及物相演变进行了研究。结果表明,随着温度的升高,反应过程中的物相演变过程为:Fe_3O_4→Fe,Fe TiO_3→Fe Ti_2O_5→Ti_4O_7→Ti_2O_3→Ti(C,N),配碳量是使反应体系处于气相平衡的关键因素。在配碳量25%时,体系内CO、CO_2和N2的分压不能达到平衡或维持反应平衡的时间很短,钒钛铁精矿不能被还原或只能部分被还原为Ti(C,N)。在还原温度1 500℃,还原时间30 min,配碳量30%的条件下,还原产物中Ti C_(1-x)N_x的颗粒尺寸约为3μm,Ti C_(1-x)N_x的C/N值为0.491 5,x=0.67。     

铈改性HMS介孔材料催化乙苯氧化性能研究

以正十二胺(DDA)为模板剂、正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源、硝酸铈铵((NH_4)_2Ce(NO_3)_6)为金属活性组分,采用原位合成法,在45℃下,制备不同含量的金属铈改性的HMS介孔材料(Ce-HMS),对其结构进行X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、N_2吸附-脱附(BET)等一系列表征。以Ce-HMS为催化剂,30%H_2O_2为氧源,冰乙酸为溶剂,催化乙苯氧化合成苯乙酮,探讨了催化剂用量、30%H_2O_2用量、反应时间、反应温度和溶剂种类及用量对乙苯的转化率、苯乙酮的产率及选择性的影响,考查了催化剂的重复使用性。实验结果表明,乙苯催化氧化主要生成苯乙酮,同时产生少量的苯甲酸等副产物。当硝酸铈铵与正硅酸四乙酯摩尔比为0.04,催化剂质量0.1 g,反应温度为100℃,反应6 h,双氧水3 mL,溶剂乙酸为4 mL时,乙苯的转化率达88.8%,苯乙酮产率达到84.6%,选择性为95.3%。催化剂重复使用效果良好。     

研磨-焙烧法制备BiOI/BiOBr异质结光催化剂及其光催化性能

首先通过沉淀法制备BiOBr和BiOI纳米粉体,然后在主体BiOBr光催化剂中掺杂不同含量的共催化剂BiOI,充分研磨后在不同温度下进行煅烧3 h,制备了BiOI/BiOBr系列复合物,其中BiOI的质量分数分别为1%,2%,4%和8%.采用氮气物理吸附、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见(UV-Vis) 漫反射(DRS) 和光电流测试等技术对所制备的样品进行表征.以酸性橙Ⅱ为模拟污染物, 在可见光下考察了煅烧温度和BiOI复合含量对BiOBr主体光催化剂的光催化性能的影响.研究表明,当复合BiOI的含量为4%,煅烧温度为400 ℃时所制备的复合光催化剂表现出最高光催化性能,其降解效率分别是纯BiOBr和BiOI的1.7和1.9倍.复合BiOI促进了催化剂对可见光的吸收,同时经过研磨和煅烧形成的BiOI/BiOBr异质相结,促进了光生电子(e-) 和空穴(h+) 的分离,提高了光催化活性.      

Ce_xLa_(1-x)活性组分对NH_3-SCR脱硝特性的影响研究

为探究天然氟碳铈矿中Ce和La之间的联合作用对脱硝性能的影响,利用微波加热的方法制备了Ce_xLa_(1-x)活性组分并负载在γ-Al_2O_3上进行了活性测试,其中Ce_(0.8)La_(0.2)催化剂脱硝效果最好,在反应温度为350℃时有78%的NO转化率。BET、NH_3-TPD、XRD、Raman和XPS测试结果表明,Ce_(0.8)La_(0.2)催化剂的活性组分是含有Ce和La的固溶体且具有更好的吸附NH_3能力与更高的比表面积,并且在Ce_(0.8)La_(0.2)催化剂的表面存在的表面吸附氧是提高NH_3-SCR催化性能的原因之一。     

反萃沉淀法制备纳米二氧化钛及其光催化氧化特性研究

以D2EHPA作为萃取剂,CCl4为溶剂萃取TiO(NO3)2水溶液后,以氨的水溶液和乙醇溶液反萃含钛的萃取有机相,通过优化控制相间传质动态微乳液过程,可以获得纳米TiO2的前驱体.采用SEM、XRD、Zeta电位仪等手段对TiO2进行表征.研究表明,降低氨水浓度和制备温度、提高乙醇助剂浓度、改变煅烧温度均对催化剂性能产生显著影响.氨水和氨水-乙醇反萃制备的纳米TiO2的最佳煅烧温度分别为350 ℃和450 ℃,氨水浓度以体积比为1∶5,制备温度为17.5 ℃,助剂浓度越高有利于生成更小的催化剂颗粒.以亚甲基蓝为特征模拟物,探讨了催化剂晶粒粒径和颗粒粒度及不同TiO2制备方式与光催化活性相互关系,表明采用氨水-乙醇反萃制备的TiO2光催化活性最高,60 min污染物去除率在85%以上.