介孔SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸的制备与表征

以工业硫酸钛液为原料,分步水解制得吸附硫酸根的介孔偏钛酸,焙烧得到介孔SO42-/TiO2固体超强酸。用Hammett指示剂法、XRD、BET和FI-IR等多种手段对催化剂进行了表征;以乙酸乙酯的合成为模型反应,考察了催化活性。结果表明所制备的SO42-/TiO2催化剂是介孔结构;随着焙烧温度的升高和SO42-含量的增加,其比表面积和酸强度都先增大后减小,最高酸强度H0=-14.52,最大比表面积为192m2/g;酸强度及硫含量与催化活性都有着密切联系,在500℃下焙烧,硫含量为2.7%时,催化活性最高。     

介孔SO2-4/TiO2固体超强酸的制备与表征

以工业硫酸钛液为原料,分步水解制得吸附硫酸根的介孔偏钛酸,焙烧得到介孔SO2-4/TiO2固体超强酸.用Hammett指示剂法、XRD、BET和FI-IR等多种手段对催化剂进行了表征;以乙酸乙酯的合成为模型反应,考察了催化活性.结果表明所制备的SO2-4/ TiO2催化剂是介孔结构;随着焙烧温度的升高和SO2-4含量的增加,其比表面积和酸强度都先增大后减小,最高酸强度H0=-14.52,最大比表面积为192m2/g;酸强度及硫含量与催化活性都有着密切联系,在500℃下焙烧,硫含量为2.7%时,催化活性最高.     

SO_4~(2-)/TiO_2-SiO_2固体超强酸失活原因及再生方法研究

以SO42-/TiO2-SiO2固体超强酸催化剂为例,选择松香与甘油酯化这一高粘度有机反应体系,通过IR、TPD、XRD和BET等检测方法,研究了SO42-/TiO2-SiO2的失活原因。研究表明,催化剂表面吸附有机物、酸中心减少、酸量下降是导致该催化剂失活的主要原因。在此基础上研究了再生方法,优化了再生条件:在500℃焙烧脱去吸附物,再用H2SO4浸渍对失活催化剂进行再生。再生催化剂的催化性能与新鲜催化剂性能基本相同。     

介孔SO4^2-／TiO2固体超强酸的制备与表征

以工业硫酸钛液为原料，分步水解制得吸附硫酸根的介孔偏钛酸，焙烧得到介孔SO4^2-／TiO2固体超强酸。用Hammett指示刑法、XRD、BET和FI—IR等多种手段对催化剂进行了表征；以乙酸乙酯的合成为模型反应，考察了催化活性。结果表明所制备的SO4^2-／TiO2催化剂是介孔结构；随着焙烧温度的升高和SO4^2-含量的增加，其比表面积和酸强度都先增大后减小。最高酸强度H0=14．52，最大比表面积为192m^2／g；酸强度及硫含量与催化活性都有着密切联系。在500℃下焙烧，硫含量为2．7%时，催化活性最高。     

三维有序大孔ZrO2的制备与表征

以自然沉积的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶体晶体为模板,用一定浓度的氧氯化锆乙醇溶液为前驱体进行填充,最后通过煅烧除去模板得到了三维有序大孔(3DOM)ZrO2材料.从SEM照片观察到,3DOM ZrO2可以看成是PMMA模板的逆复制,孔径大小均匀,排列整齐,整体上呈面心立方结构.孔径在260 nm左右,收缩率约为28%,孔壁填充完全.XRD结果表明,制备的3DOM ZrO2孔壁为单斜晶型,晶粒大小为26 nm.     

常见固体超强酸的研究

目前国内石油化工厂的烷基化装置基本采用液体酸技术,液体酸催化剂具有极强的腐蚀性,污染环境、腐蚀设备等缺点,越来越受到严峻的挑战。固体超强酸催化剂催化活性较高,且制备方法简便,催化反应温度低,对环境友好,有着广泛的应用前景,于是人们把目光投向了固体超强酸催化剂及其技术。本文介绍了常见固体超强酸ZrO2／SO4 2-上异丁烷与丁烯烷基化的研究,重点讨论利用固体超强酸催化剂进行异丁烷和丁烯的烷基化反应,认为固体超强酸催化剂有较高的催化活性和广阔的应用前景,国内外许多石油公司正在致力于开发一种无公害、易分离的固体酸烷基化催化剂。其中ZrO2／SO42-型催化剂被认为是最有希望的一种催化剂。     

固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-Fe_2O_3光催化降解含酚废水

采用固体超强酸SO42-/TiO2-Fe2O3为光催化剂,苯酚的光催化降解为模型反应,考察了pH值、苯酚初始浓度、催化剂投加量、光照距离、光照时间、助催化剂H2O2对光催化降解过程的影响。结果表明,苯酚初始浓度为50mg/L,催化剂投加量5g/L,光照距离11cm,光照时间为150min,降解率达61.29%,添加助催化剂H2O2后,反应60min,苯酚降解率达到85.12%。     

三维有序交联聚苯乙烯大孔材料的制备及其功能化

利用二氧化硅模板法,采用苯乙烯-二乙烯基苯自由基共聚方法制备了孔径在200～1020nm的三维有序交联聚苯乙烯大孔材料,并在此基础上通过氯甲基化反应对所制备的有序孔材料进行孔壁功能化.对所制备的三位有序交联聚苯乙烯孔材料及氯甲基化后的形貌进行了扫描电子显微镜表征.结果表明,所制备的有序孔材料孔径均一、结构有序,氯甲基化后的孔材料保持了原有孔材料的有序结构.红外光谱分析表明氯甲基基团已被成功地引入了有序孔材料,并且主要发生在苯环的对位.通过热重一滴定分析方法确定了引入到有序孔材料的氯相对含量为5.52mmol/g.     

La改性固体超强酸S_2O_8~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3的制备及催化性能研究

采用共沉淀-浸渍法制备了固体超强酸S2O82-/ZrO2-Al2O3催化剂,并加入La对催化剂进行改性。以柠檬酸三丁酯的合成为探针反应评价催化剂的活性,并通过红外光谱、X射线衍射、NH3程序升温脱附等方法对催化剂进行表征,考察制备条件及La的引入对催化剂结构和性能的影响。结果表明:(NH4)2S2O8溶液浸渍浓度为0.5mol/L,锆铝氧化物物质的量比为1∶1,600℃焙烧4h后于1%(质量分数)的La(NO3)3溶液浸渍所得的催化剂活性较好,柠檬酸的转化率可达93.69%。La的引入可以提高催化剂对S2O82-的结合能力,抑制活性组分的分解,增加催化剂的酸强度和酸总量,提高催化剂的活性。     

稀土固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-Ce~(4 )直接法催化合成聚乳酸及其机理的研究

对稀土固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-Ce~(4 )催化剂直接法催化合成聚乳酸反应机理进行了研究,实验结果表明:SO_4~(2-)/TiO_2-Ce~(4 )直接法催化剂合成聚乳酸的聚合机理是酸性聚合,酸性越强所合成聚乳酸的分子量越高。     

三维有序大孔材料的制备及应用

主要介绍了胶晶模板法制备三维有序大孔材料(3DOM),详细阐述了单分散微球的合成、胶晶模板的排列、前驱物的填充以及胶晶模板的去除,同时还归纳了3DOM材料在催化剂载体、过滤及分离材料、光子晶体和光学传感器等方面的应用,并指出了目前急需要解决的问题.     

三维有序大孔铜基吸附剂的制备及除碘性能

分别采用胶晶模板法和溶胶-凝胶法制备了具有三维有序大孔(3DOM)结构和无3DOM结构的铜硅复合物。通过静态实验评价了复合物对气态碘的吸附性能。采用SEM、TEM、XRD、热重仪对吸附碘前后的样品进行了表征,并对其进行了N2等温吸附脱附测试。结果表明:所制备的3DOM铜硅复合物三维孔道结构规整;与无3DOM结构的铜硅复合物及商品纳米铜粉相比,3DOM铜硅复合物对气态碘的吸附性能明显提升,这主要归功于其发达的孔道结构、大的比表面积和纳米尺寸晶粒。这一研究为开发新型高效的碘吸附剂提供了很有价值的依据。     

反蛋白石结构三维有序大孔CeO_2的制备和性能EI北大核心CSCD

以单分散聚苯乙烯(PS)微球为构筑单元,用双基片垂直沉积方法制备高度有序的PS胶体晶体模板,再用模板法合成了具有反蛋白石结构的三维有序大孔CeO_2(3DOM-CeO_2)。用X-射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)和N_2吸脱附等手段对样品微观结构进行了表征,并借助H_2-TPR分析了样品的还原性能。结果表明:PS胶体晶体模板排列高度有序,呈多层面心立方结构紧密堆积;所制备的3DOM-CeO_2具有三维周期性排列的多孔结构,其孔间距在280-300 nm,壁厚约为40 nm;样品的大孔骨架由粒径为5-10 nm的CeO_2颗粒所组成;与纳米CeO_2标样相比,3DOM-CeO_2样品具有更好的低温还原性能。     

SO_4~(2-)/炼锌水淬渣固体酸的制备及催化性能研究

用炼锌水淬渣废物为原料,采用半湿法浸渍和干法老化结合的方法制备了SO2-4/水淬渣固体酸催化剂,考察了浸渍浓度、焙烧温度、老化温度等制备条件对其催化油酸和甲醇酯化制备生物柴油催化性能的影响,并对SO2-4/水淬渣和硫酸处理水淬渣絮凝体烘干物进行NH3-TPD酸性测试和比表面积分析。实验结果表明,制备条件对SO2-4/水淬渣固体酸的催化性能有很大的影响,将最佳制备条件下得到的催化剂用于油酸和甲醇的酯化反应,在催化剂用量18%,醇油比15∶1,温度120℃,反应时间8h的反应条件下,酯化率可达90%以上,且该催化剂重复使用4次后,酯化率仍在50%以上,经H2SO4活化后其催化活性又可恢复。     

胶晶模板法合成三维有序大孔TiO2

以自然沉积的聚苯乙烯(PS)胶体晶体为模板,一定比例钛酸丁酯、乙醇、醋酸、盐酸和水配制的溶胶溶液为前驱体进行填充,溶胶在PS模板间隙内发生原位凝胶,最后通过煅烧除去模板得到了三维有序大孔(3DOM)TiO2材料.从SEM照片可观察到,3DOMTiO2可以看成是PS模板的逆复制,孔径大小均匀,排列整齐,整体上呈面心立方结构.孔径在280nm左右,收缩率为22%,孔壁填充完全,孔与孔之间由小窗口相连.XRD分析表明,制备的3DOM TiO2孔壁为锐钛矿晶型.     

负载型TiO_2超滤膜的制备

以钛酸四异丙酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备Ti O2粒子溶胶,以孔径100 nm的管式Al2O3微滤膜为支撑体制备超滤膜,研究了涂膜溶胶中添加剂比例、涂膜次数和涂膜时间对超滤膜完整性的影响。结果表明,调整添加剂比例、涂膜次数和涂膜时间可以消除超滤膜的缺陷;添加剂比例对Ti O2超滤膜的物相没有影响。溶胶中添加剂比例m(Ti O2)∶m(PVA)∶m(HPC)=8∶2∶2,涂膜两次,每次涂膜时间为10~15s时,可以获得无裂纹、无针孔的超滤膜,Ti O2超滤层厚度约1μm,孔径分布于3~8 nm之间,孔隙率42%。     

溶胶-凝胶模板法制备有序大孔TiO_2微球

以无皂乳液聚合方法自制的单分散聚苯乙烯(PS)微球乳液为原料,利用PS自组装制备了有序胶体晶体模板("蛋白石"),采用溶胶-凝胶模板法制备了有序大孔TiO2微球("反蛋白石"),其孔呈六边形,孔径分布均一,约为200nm。运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对其形貌特征及晶型进行了表征,结果表明,采用表面含有羧基的单分散聚苯乙烯微球及高的硅油黏度制得的模板有序度高;通过控制煅烧温度可以改变有序大孔TiO2微球的晶型,当煅烧温度为500℃时,其晶型为锐钛型,当煅烧温度为700℃时,其晶型则为金红石型。     

SO_4~(2-)/ZrO_2型固体超强酸改性及其催化氧化脱除噻吩类硫化物

通过掺杂不同金属元素对SO_4~(2-)/ZrO_2型固体超强酸进行改性,应用共沉淀法制备了一系列固体酸催化剂SO_4~(2-)/ZrO_2、SO_4~(2-)/ZrO_2-ZnO、SO_4~(2-)/ZrO_2-Fe_2O_3、SO_4~(2-)/ZrO_2-CuO、SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3,利用氧气作氧化剂进行催化氧化脱除噻吩硫化物动力学实验.研究结果表明,掺杂了Zn、Fe和Cu的SO_4~(2-)/ZrO_22型催化剂催化氧化效果较SO_4~(2-)/ZrO_2都有明显提高,其中添加了金属Zn的SO_4~(2-)/ZrO_2-ZnO催化氧化效果最好,在反应温度为50℃,能达到100%的脱硫率.对合成的系列固体酸进行了X射线衍射(XRD)、氨程序升温脱附(NH3-TPD)的表征,结果表明,催化剂样品中四方相ZrO_2的含量越高,表面酸含量越大,其催化氧化噻吩硫化物的活性越高.     

三维有序大孔SnO2及SnO2/SiO2材料的制备及结构特征

以SnCl2-2H2O和正硅酸乙酯为原料，用微球直径为585nm的聚苯乙烯胶晶为模板，制备了三维有序大孔SnO2和SnO2／SiO2材料，SEM观察表明，直接用SnCl2的乙醇溶液为前驱物溶液，难以形成有序的大孔结构，加入正硅酸乙酯或将SnCl2溶液转变为氧化物溶胶，则得到的大孔材料孔结构三维有序排列相当好，孔径为453～500nm，孔与孔之间通过小孔相连，XRD分析表明，大孔材料孔壁由晶粒直径约为17nmSnO2粒子构成。     

气-液界面二元共沉积法制备三维有序大孔SiO2

采用乳液聚合法制备粒径为229nm的单分散聚苯乙烯(PS)微球,以单分散PS微球和粒径为10nm的硅溶胶为原料,采用蒸发自组装法在气-液界面上二元共沉积,制备了大孔SiO2材料。结果表明,当SiO2体积分数为11%时,大孔SiO2材料呈现有序规整的FCC结构,其填充率为42%,收缩率仅为2%。低温N2吸附表明该材料在大孔孔壁上存在6.4nm左右的介孔,是一种具有大孔/介孔复合孔道结构的功能材料。