碳热还原制备镁铝尖晶石晶须及其形成机理

为制备镁铝尖晶石晶须及探究其生成机理,采用电熔镁砂、活性α-Al_2O_3和石墨为主要原料,在埋碳气氛1 550℃烧制3h合成纤维状镁铝尖晶石晶须,分别使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)对产物的物相、形貌和物微区化学成分进行观察分析。结果表明:晶须物相组成为镁铝尖晶石;镁铝尖晶石晶须顶端尖锐,部分晶须有分叉现象,长度可达10mm,直径约为5~20μm;当Al_2O_3与C共存时,镁铝尖晶石晶须生成量较多;镁铝尖晶石晶须的原位生长遵循气-固(VS)机制。     

介孔氧化铝的可控制备及优异除氟性能

以偏铝酸钠(NaAlO_2)和氯化铝(AlCl_3·6H_2O)为铝源,葡萄糖(C_6H_(12)O_6·H_2O)为模板剂,采用水热及高温焙烧技术制备了不同晶型的氧化铝。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2吸附脱附(BET)对制备产物的晶型、形貌及孔结构进行了表征。研究了不同晶型氧化铝对F-的吸附性能,结果表明550℃条件下的煅烧产物γ-Al_2O_3对F-的吸附效果最佳。吸附等温线结果表明介孔γ-Al_2O_3吸附F-为单层吸附,其Langmuir最大吸附容量为5.96mg/g。吸附动力学试验表明,介孔γ-Al_2O_3在5min内已吸附超过90%的F-,且吸附过程与准二级动力学模型相吻合。介孔γ-Al_2O_3吸附F-的机理涉及OH-与F-的离子交换。     

Ni-Fe/γ-Al_2O_3乙醇水蒸汽重整制氢催化剂研究

采用沉淀法制备了一系列不同Fe助剂含量的Ni-Fe/γ-Al_2O_3催化剂.采用XRD、TPR、SEM等手段对催化剂进行表征,发现Fe的加入可以有效地置换出NiAl_2O_4尖晶石中的Ni使之以NiO晶体形式存在.同时,降低了催化剂的还原温度,大大减轻催化剂的团聚现象.催化剂性能测试结果表明,15%Ni-10%Fe/γ-Al_2O_3表现出最好的氢气产率和选择性,650℃时分别为4.71%和68.78%.500℃时对15%Ni-10%Fe/γ-Al_2O_3催化剂进行30h稳定性测试,结果表明,整个阶段氢气的选择性在测试时间段内始终保持在65%左右,没有发现乙烯等副产物.     

固体超强酸SO42-/TiO2-Al2O3的制备及其催化合成冰片

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了系列SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3固体超强酸催化剂,运用XRD、NH_3-TPD、FT-IR、PyFTIR、XPS、SEM等技术手段,研究了复合催化剂材料的结构与性质,初步探讨了固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3催化剂的构效关系,得到适宜的催化剂制备条件为:n(TiO_2)/n(Al_2O_3)=1∶2、硫酸浸渍浓度1mol/L、催化剂焙烧温度500℃。考察了物料物质的量比、催化剂用量、反应时间等对催化合成冰片的影响。结果表明,在物料物质的量比为1∶0.4,催化剂用量为α-蒎烯质量的7%,采用程序升温方式(65℃-1h,75℃-4h,90℃-1h)加热的条件下,固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3催化剂的催化活性最高,α-蒎烯的转化率高达100%,龙脑的收率高达59.74%,SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3固体超强酸催化剂在重复使用6次的条件下,α-蒎烯的转化率均不变,龙脑的收率下降2.99%,催化剂的重复使用性良好。     

碳氟基团修饰的多孔陶瓷膜润湿性、表面自由能及渗透性能的研究

以十七氟癸基三乙氧基硅烷和乙醇分别作为修饰剂和溶剂,通过后接枝法将十七氟癸基修饰到γ/α-Al_2O_3多孔陶瓷膜表面,对碳氟基团修饰的γ/α-Al_2O_3多孔陶瓷膜表面形貌、化学组成、亲/疏水性进行表征,并考察接枝的碳氟基团对其表面自由能和气体/纯水渗透性能的影响.结果表明,碳氟基团的引入极大地降低了γ/α-Al_2O_3多孔陶瓷膜的表面自由能,使其表面发生从亲水到疏水的转变.接枝到γ/α-Al_2O_3多孔陶瓷膜孔道的碳氟基团一定程度上增加了气阻,使得气体渗透率略有下降,气体分子在孔道内的输运遵循Knudsen扩散机制.压差0.35 MPa条件下,纯水不能透过修饰后的α-Al_2O_3以及修饰后的γ/α-Al_2O_3多孔陶瓷膜.     

铝源对介孔氧化铝结构和除As(Ⅴ)性能的影响

基于介孔结构有利于吸附质的吸附,采用非离子表面活性剂P123为模板剂,分别用异丙醇铝、单一硝酸铝、硝酸铝和偏铝酸钠为铝源来合成介孔氧化铝,所得材料依次标记为MA-I、MA-N和MA-S,并就3个材料的除As(Ⅴ)性能进行比较研究。结果表明,3种铝源所得材料均为介孔结构的γ-Al_2O_3,BET表面积大小依次为MA-N(173m~2/g)MA-S(252m~2/g)MA-I(312m~2/g);所含的介孔数量依次为MA-IMA-NMA-S;它们对As(Ⅴ)的最大理论吸附容量依次为MA-I(36.42mg/g)MA-N(24.92mg/g)MA-S(10.50mg/g);影响介孔氧化铝吸附As(Ⅴ)的主要因素是吸附剂的介孔数量。     

Co/MR氮掺杂炭气凝胶的制备、结构及氧还原性能

以三聚氰胺、间苯二酚、甲醛为原料,采用溶胶-凝胶法、冷冻干燥等步骤制备出三聚氰胺-间苯二酚-甲醛(MR)干凝胶;并以所制炭气凝胶为载体浸渍硝酸钴,经氮气中高温炭化,得到钴复合氮掺杂的炭气凝胶。考察间苯二酚和三聚氰胺比例、凝胶pH值及炭化条件等对气凝胶结构和催化氧还原活性的影响,采用XRD、XPS、低温氮气吸脱附等方法研究催化剂的结构。随pH值增加,MR气凝胶的介孔分布向小孔移动;当M/R物质的量比为6∶1时,其介孔分布为3.0~4.0 nm。钴复合炭气凝胶多孔结构中存在均匀分布Co金属颗粒和管状炭,Co金属颗粒粒径随炭化温度升高而增加。采用旋转圆盘电极研究催化剂在0.5mol/L H2SO4溶液中的电化学性能,结果表明催化剂具有良好的氧还原活性。     

Co-Mo/ZSM-5的制备与加氢脱硫性能研究

采用Na_2CO_3溶液分别处理二氧化硅∶三氧化二铝物质的量比为50∶1、80∶1、150∶1的ZSM-5分子筛,采用XRD、SEM和NH3-TPD等进行表征。结果表明,经Na2CO3处理后,形成了微孔-介孔多级孔ZSM-5分子筛。在多级孔分子筛上负载Co、Mo制备Co-Mo/ZSM-5催化剂并进行加氢脱硫反应;研究了工艺条件对最佳催化剂加氢脱硫性能的影响。结果表明,二氧化硅∶三氧化二铝物质的量比为50∶1的催化剂加氢脱硫率最高;该催化剂在反应温度为350℃,压力3.0MPa,空速2.0h-1时,脱硫率达90.8%。     

静电组装法制备介孔Co_3O_4

以氯化钴(CoCl_2·6H_2O)和钼酸铵((NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O)为原料,通过水解、静电自组装和焙烧制成介孔Co_3O_4/MoO_3,再用NaOH溶解得到介孔Co_3O_4。用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和比表面及孔隙度分析仪(ASAP)对制备材料进行表征,合成的介孔Co_3O_4最大BET比表面积为127.4 m~2/g,平均孔直径为4nm。用制备的介孔Co_3O_4/MoO_3和介孔Co_3O_4为催化剂,亚甲蓝(MB)、罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO))为染料废水,以双氧水(H2O2)为氧化剂进行催化降解研究,制备的介孔材料对有机染料均有较高的催化降解活性。     

溶胶-凝胶一釜法Al_2O_3-C杂化气凝胶的合成和表征（英文）

用Al(NO_3)_3·9H_2O作为Al_2O_3源,间苯二酚-糠醛为碳源,环氧丙烷为凝胶促进剂,通过溶胶-凝胶方法一釜合成了湿凝胶,并经超临界正己烷干燥和碳化制备了Al_2O_3-C杂化气凝胶。研究了Al_2O_3含量、间苯二酚-糠醛浓度和环氧丙烷/铝摩尔比对所合成的杂化气凝胶孔隙性质的影响。结果表明,此杂化气凝胶均为中孔结构,其平均孔径小于20 nm,Al_2O_3属于γ-型结构但X射线衍射峰很宽。杂化气凝胶在Al_2O_3含量小于5.31 wt%和间苯二酚-糠醛浓度为10 g/mL时可形成整体块状。在其他条件相同的情况下,中孔孔容、BET比表面、外表面积和中孔孔径随环氧丙烷/铝摩尔比增加而增大。制备过程中凝胶的体积收缩率和炭化收率随Al_2O_3含量增加而增大,但密度随Al_2O_3含量增加在4.93 wt%处达到最大。中孔孔容和孔径以及外表面积在环氧丙烷/铝摩尔比为5和6时随间苯二酚-糠醛浓度增加而减小,而在环氧丙烷/铝摩尔比为4时随间苯二酚-糠醛浓度增加而增大。     

担体类型对钴基催化材料的CO加氢性能与活化能的影响

在450~550℃的还原温度下,Co/ZnO催化材料存在2种结晶态钴物种。在空速为1 500mL/g催化剂·小时、总压为2.0 MPa、H_2∶CO比为2∶1的反应条件下,对比了负载在路易斯碱性担体(ZnO)和路易斯酸性担体(γ-Al_2O_3)上的钴基催化材料的费托合成催化性能,发现不同酸碱类型的担体对钴基催化材料的CO加氢活性、产物选择性以及表观活化能均有显著的影响。     

高纯ZnAl_2O_4纳米颗粒的制备及其微结构分析

将机械力化学与超声波化学相结合制备出高纯度、结晶性良好的尖晶石型ZnAl_2O_4纳米颗粒。分析了样品的表面形貌、晶体结构及微观结构。研究结果表明:当焙烧温度为600~900℃时,ZnO与γ-Al_2O_3固相反应制备出高纯度、结晶性良好的尖晶石型ZnAl_2O_4纳米颗粒。随着焙烧温度的升高,材料的致密度增大,结晶度提高,平均孔径依次增大,比表面积明显下降,孔隙率降低。     

单分散γ-Al_2O_3纳米颗粒制备工艺参数的调控

采用均相沉淀法,在950℃煅烧碱式硫酸铝(Al(SO_4)_x(OH)_y)纳米颗粒2h,制备出单分散的γ-Al_2O_3纳米颗粒。研究了阴离子、浓度和沉淀剂/铝盐摩尔比对Al(SO_4)_x(OH)_y颗粒的形貌、尺寸和分散性的影响。结果表明,Al(SO_4)_x(OH)_y颗粒的最佳制备条件为:二甲胺硼烷(DMAB)作沉淀剂、Al_2(SO_4)_3.18H_2O作铝源、[Al~(3+)]=0.0005mol/L、n(DMAB)/n(Al_2(SO_4)_3·18H_2O)=40。制备出的Al(SO_4)_x(OH)_y具有球形、平均颗粒尺寸为98nm、粒径分布为75~130nm、单分散性的特点;获得了球形、平均颗粒尺寸为90nm、粒径分布范围为50~105nm、单分散的γ-Al_2O_3颗粒。     

Mn_xO_y/γ-Al_2O_3的制备、表征及其处理PVA废水的研究

采用浸渍-煅烧法制备了Mn_xO_y/γ-Al_2O_3纳米颗粒,并考察了Mn_xO_y/γ-Al_2O_3投加量和温度对聚乙烯醇(PVA)模拟废液的吸附及降解效果影响。采用了XRD、SEM-EDS等方法对Mn_xO_y/γ-Al_2O_3纳米颗粒进行表征。实验表明,浸渍-煅烧法可以使Mn元素以锰系氧化物的形式在基本不破坏γ-Al2O3载体性能特征的情况下,均匀负载在γ-Al2O3纳米颗粒上。Mn_xO_y/γ-Al_2O_3纳米颗粒可以通过吸附作用去除PVA模拟废水中PVA大分子,吸附温度的提高和Mn_xO_y/γ-Al_2O_3纳米颗粒投加量的增加会进一步促进Mn_xO_y/γ-Al_2O_3对PVA的吸附。通过正交试验确定了Mn_xO_y/γ-Al_2O_3降解处理PVA的最优方案为:处理质量分数1%的PVA水溶液100mL需投加12mL双氧水,0.45g Mn_xO_y/γ-Al_2O_3,反应温度为80℃,PVA最大去除率为99.38%。     

电熔MgAl2O4对Al2O3-MgAl2O4复合耐火材料高温蠕变性能的影响

以烧结板状刚玉和电熔镁铝尖晶石为原料、磷酸为结合剂,在1680℃下制备了刚玉-镁铝尖晶石复合耐火材料样品。在1500℃、0.2 MPa的条件下保温50 h测试试样高温蠕变性能,采用XRD、SEM和EDS分析蠕变前后试样的物相组成及显微结构,分析镁铝尖晶石添加量对刚玉-镁铝尖晶石复合耐火材料高温蠕变性能的影响。结果表明:刚玉-镁铝尖晶石复相材料较纯刚玉材料有着更好的抗蠕变性。镁铝尖晶石骨料在蠕变过程中会与氧化铝基质之间发生固溶反应而在尖晶石颗粒周围形成二次尖晶石层,有效连接了基质与骨料,提高了试样的抗蠕变性。在二次尖晶石层形成的过程中由于Mg;有着更高的迁移速率和在反应界面两侧较高的厚度比,会诱发柯肯达尔效应,导致界面处空位大量积累和孔隙的产生。     

纳米MgAl_2O_4颗粒的制备

在干法室温常压状态下,利用滚压振动磨大批量制备尺度在50~80 nm的铝纳米颗粒。以研磨后的铝粉和商业镁粉为原料,Na_2CO_3、NaOH的不同配比为沉淀剂或NaHCO_3为沉淀剂,在超声波作用下发生水解反应、经干燥、焙烧后制备出具有纳米结构的MgAl_2O_4颗粒。采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)对纳米MgAl_2O_4颗粒样品进行表征。结果表明,经500℃焙烧处理后,几乎全部转变成粒径为100 nm左右的MgAl_2O_4尖晶石超细粉末,并且颗粒分散性较好。比传统制备镁铝尖晶石粉末的温度低几百摄氏度。     

用碳热还原法合成镁铁铝复合尖晶石

使用电熔镁砂、板状刚玉和分析纯氧化铁为原料,在1550℃埋石墨条件下高温烧成直径为20 mm厚10 mm的试样。使用X射线衍射仪分析试样的物相组成,使用Highscore Plus软件拟合试样中物相的衍射峰,根据特定晶面的晶面间距计算镁铁铝复合尖晶石的晶格常数和晶胞体积;用重铬酸钾容量法测试试样中氧化亚铁的含量;用扫描电子显微镜分析试样的微观结构;进行热力学计算阐述了镁铁铝复合尖晶石的生成机理。结果表明:制备的两种不同形貌的镁铁铝复合尖晶石,其晶格常数和晶胞体积均比标准卡片中MgO·Al_2O_3的大且其XRD谱中主强峰向左偏移;少量的MgO和Al_2O_3被C还原生成镁蒸气和铝蒸气,与CO和O_2发生气相沉积反应生成了针状MgO·Al_2O_3,高温下的液相促进了Al_(15.99)Mg_(7.64)Fe_(0.37)O_(32)相的生成。大量MgO与Al_2O_3反应生成了粒状MgO·Al_2O_3,Fe2+和Fe3+扩散进入MgO·Al_2O_3晶体内生成了Mg_(8.13)Al_(14.25)Fe_(1.13)O_(32)相;用重铬酸钾容量法测出,试样中FeO的含量为2.38%。     

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.     

Pd-Zn/ZrO_2二甲醚低温蒸汽重整制氢催化剂的研究

主要对二甲醚低温蒸汽重整制氢的催化剂体系进行了研究。首先,采用溶胶-凝胶法制备了不同催化剂载体;然后,采用沉积沉淀法制备了一系列用于重整的PdZn系催化剂,并对其进行表征;将重整催化剂与水解催化剂(ZSM-5∶γ-Al_2O_3=2∶1)复合用于二甲醚蒸汽重整反应。结果表明:以ZrO_2为载体、Pd/Zn摩尔比为1∶6的Pd-Zn/ZrO_2,在400℃经H2还原,水醚比为3∶1时的反应中显示出较好的活性和较高的选择性。     

Ce改性介孔γ-Al2O3的一步水热合成及其对噻吩的吸附性能

采用一步水热合成法,以硝酸铝为铝源,P123为模板剂,NaOH、Na2CO3和K2CO3分别为沉淀剂,硝酸铈为铈源,制备出负载Ce的金属有序介孔γ-Al2O3,并采用低温N2吸附-脱附和XRD等方法对其结构进行表征,同时验证了Ce改性的介孔γ-Al2 O3对模型燃油中的噻吩的吸附性能.结果表明:这3种沉淀剂都能制备出比...