溶胶-凝胶法制备载体硅胶研究进展

溶胶-凝胶法包括一次溶胶-凝胶和反复溶胶-凝胶两种工艺。一次溶胶-凝胶工艺主要有两种,一是以碱性溶液为底液,并流方式加入无机酸和硅酸盐,或是以单股流的方式加入无机酸;二是以酸性溶液为底液,采用单股流的方式加入硅酸盐。这种制备工艺的特点在于能够获得大孔径、高比表面积的硅胶,然而对于孔分布及孔结构的调整受限。反复溶胶-凝胶工艺主要是以酸性溶液为底液,过程中加入碱性介质及有机醇溶剂,同时配合水热反应。这种制备工艺能够准确控制载体硅胶的孔结构及孔分布,并能大幅提升硅胶的比表面积,从而提高催化剂活性。     

制备工艺条件对硅胶孔性质的影响

研究了在茂金属催化剂体系所用硅胶的制备过程中,反应体系中二氧化硅的浓度和溶胶-凝胶的反应温度对硅胶孔容及孔径的影响.结果表明,当SiO2的质量分数为9.2%、溶胶-凝胶反应温度为75℃时,可制得孔容和孔径较为理想的催化剂载体用硅胶.     

介孔二氧化钛负载硅钨杂多酸的制备及其催化性能

以介孔TiO2为载体,分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法合成了2种负载型硅钨酸/介孔TiO2催化剂,对其结构进行了表征,将其用于柠檬酸三丁酯合成反应,考察了催化活性和重复使用性. 结果表明,用溶胶-凝胶法所制硅钨酸/介孔二氧化钛对柠檬酸三丁酯的合成反应具有很好的催化活性和重复使用性,重复使用6次,260 min时柠檬酸转化率可达86.49%.     

新型铬系催化剂的制备及其载体性能

对自制硅胶和参考硅胶进行了两种方法的改性并分别制得铬系催化剂,利用热重分析仪（TG-DTA）、比表面积测定仪（BET）和扫描电子显微镜（SEM）对两种硅胶进行了分析,并对所制备的催化剂进行了聚合实验。结果表明,自制硅胶初始干燥不如参考硅胶充分。自制硅胶表观形态较优,但其破碎强度不如参考硅胶。改性剂钛的引入有利于催化活性的提高,钛的加入量一样时,通过溶胶-凝胶法改性后载体制备的催化剂活性高于传统浸渍法改性后载体制备的催化剂活性。     

干燥温度对聚烯烃催化剂用硅胶载体性能的影响

聚烯烃催化剂用硅胶载体在中试生产过程中,采用喷雾干燥机进行干燥。考察喷雾干燥机入口温度对硅胶微观形态及物性的影响;通过负载聚合评价试验,考察不同干燥温度下硅胶负载催化剂聚合性能的影响。实验结果表明:当喷雾干燥机入口温度达到460℃时,硅胶的表面微观形态与进口硅胶表面微观形态基本一致(采用SEM表征),比表面积与进口硅胶相当,总孔容及平均孔径略大于进口硅胶;采用硅胶负载的催化剂,其活性略高于进口催化剂,聚合物颗粒形态较好。     

负载型铜掺杂TiO_2催化剂的制备及其光催化去除水中4-CP的研究

以CuCl_2为铜源,用溶胶凝胶法制备了不同载体的负载型铜掺杂TiO_2催化剂,用SEM、XRD和BET对催化剂进行表征与分析。以催化剂对水中4-CP的去除率为评价标准,研究其催化性能。结果表明:当以粗孔硅胶为载体,焙烧温度为500℃,焙烧时间为2 h,Cu~(2+)和TiO_2的质量比为0. 5%时,催化剂对氧化4-CP的效果最好,催化剂中TiO_2以钛矿型为主。     

磁性负载纳米TiO_2催化剂的制备与光催化性能

采用溶胶-凝胶法在复合磁性载体上负载纳米二氧化钛膜,得到了易于磁性固液分离的复合光催化剂,运用XRD、BET、SEM等方法表征它的物质性质,并以典型的偶氮染料甲基橙为目标污染物,研究了不同工艺条件下制备的催化剂的光催化剂的活性。结果表明:以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法在复合载体上负载4次,500℃保温2 h,得到的磁载催化剂活性最高,处理初始浓度为20 mg/L,pH值为7,2 h降解率达到46%,同时此催化剂能够用磁场回收利用。     

多孔纳米二氧化硅的改性

通过溶胶-凝胶法制备纳米多孔物质,使用正硅酸乙酯作为前驱体,进行水解、聚合成硅胶,再进行热处理可得多孔物质二氧化硅。制备过程中加入不同的催化剂、表面活性剂以改变其水解、凝胶的时间以及多孔物的孔结构(孔径、孔体积、表面积、孔分布),以完成对多孔物二氧化硅的改性。     

负载磷钨酸铵催化苯硝化反应的研究

以正硅酸乙酯为硅源,利用溶胶-凝胶法制备了负载磷钨酸杂多酸铵盐催化剂,利用XRD和IR对催化剂进行了表征,并以苯硝化为模型反应,初步评价了催化剂的硝化反应催化性能.结果表明,负载催化剂保持了非负载磷钨铵杂多酸盐的Keggin结构;非负载以及负载的催化剂均表现出较强的苯硝化反应催化活性和100%一硝基苯选择性;多次使用后,负载催化剂活性组分有所损失,但催化剂整体物相和结构没有发生明显变化.     

甲烷二氧化碳氧气氧化重整抗积碳催化剂的研究

采用溶胶－凝胶方法合成了Ｌａ２Ｚｒ２Ｏｘ烧绿石，这种烧绿石结构稳定，并具有合适的中孔以及合理的比表面积，是一种具有潜在应用前景的催化剂载体，以Ｌａ２Ｚｒ２Ｏｘ烧绿石为载体制备的负载镍催化剂，在甲烷二氧化碳氧气氧化重整反应中显示了极好的稳定性。     

不同方法负载钨钒钛催化剂对催化氧化邻二氯苯的影响

钨钒钛催化剂是消除钢铁冶炼废气中的二噁英最好的催化剂,为了降低工业生产成本,并获得良好的催化效果,将实验室筛选出的钨钒钛催化剂负载到不同载体上,研究催化剂负载量及不同负载方法对降解邻二氯苯催化效率的影响。采用溶胶-凝胶-浸渍法和直接浸渍法在堇青石蜂窝陶瓷上负载V_2O_5/WO_3/TiO_2催化剂,用X射线衍射、扫描电镜和X射线能量色散谱对制备的催化剂进行表征,结果表明,直接浸渍法在堇青石蜂窝陶瓷上负载的V_2O_5/WO_3/TiO_2催化剂含量比溶胶-凝胶-浸渍法负载的含量高,粒度较小,表面光滑无缝隙,活性成分V和W分散较好,催化活性高,在(250～350)℃邻二氯苯去除率大于95%,直接浸渍法负载的催化剂与堇青石的最佳质量比为1:100。     

不同硅基载体对甲烷部分氧化反应的影响

以二氧化硅、柱层析硅胶、气凝胶SiO_2为载体,采用常规浸渍法和聚乙烯吡咯烷酮添加浸渍法制备负载金属镍Ni/SiO_2催化剂,并考察其在甲烷部分氧化制合成气过程中的催化反应性能,同时采用比表面积分析仪、红外光谱仪、X-射线衍射仪对催化剂结构和形貌进行表征。结果表明,以气凝胶SiO_2为载体,采用聚乙烯吡咯烷酮添加浸渍法制备的负载量为10%金属镍的催化剂的催化反应效果较好,甲烷转化率较高,选择性较好。比表面积分析表明,气凝胶SiO_2载体催化剂具有较大的比表面积和孔体积,尤其是具有较大的微孔比表面积和微孔体积。     

离子液体催化转化CO_2合成碳酸丙烯酯

首先采用7种离子液体分别催化二氧化碳与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯,考察离子液体种类对催化性能的影响,确定最优催化剂是离子液体溴化1-乙胺基-3-甲基咪唑盐[AeMIM]Br。然后研究辅助催化剂Lewis酸与离子液体[AeMIM]Br复合体系对催化性能的影响,再将最优复合催化体系[AeMIM]Br/(ZnBr_2)_2与正硅酸乙酯通过溶胶-凝胶法制备硅胶负载型复合离子液体,实现催化剂的相态转变并有利于实现固定床催化工艺,研究硅胶负载的复合离子液体催化转化二氧化碳进行环加成反应的影响。结果表明,离子液体的结构特点对催化性能影响很大,对于烷基咪唑离子液体其侧链长度越长,催化性能越好;功能化离子液体催化性能要优于烷基咪唑离子液体,且Lewis酸ZnBr_2的加入明显提高催化效果。当正硅酸乙酯与复合离子液体[Ae MIM]Br/(ZnBr_2)_2配比为1∶2时,所制备的硅胶负载复合离子液体催化性能最佳,其转化率为96.9%,选择性为94.8%,转化频率为3124h~(-1)。该催化剂催化性能稳定,可多次循环使用。     

二氧化硅负载磷钼酸铵催化苯液相硝化反应的研究

以正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶法制备了负载磷钼杂多酸铵催化剂(S-AMPA),利用XRD、IR以及电位滴定等方法对催化剂进行了表征,并考察了催化剂用量、反应时间和温度等反应参数对催化剂的苯液相硝化反应催化性能的影响.结果表明,溶胶-凝胶法制备的S-AMPA具有典型的Keggin结构,而且负载后催化剂的酸度和酸性点总...     

溶胶-凝胶法制备负载型钨磷酸催化剂

为改善浸渍法制备的负载型钨磷酸催化剂HPWA/SiO2,在有水参与的反应中活性中心Keggin结构钨磷酸(HPWA)的流失,换用溶胶-凝胶法制备了一系列w(HPWA)=11.1%~40%的负载型钨磷酸催化剂HPWA-SiO2。通过红外光谱和紫外漫反射光谱联合表征,证明溶胶-凝胶法制备的HPWA-SiO2催化剂中,钨磷酸依然保持Keggin结构,没有转变为钨硅盐等而失去酸催化功能。在此基础上对溶胶-凝胶法制备的HPWA-SiO2和浸渍法制备的HPWA/SiO2进行了水相中钨磷酸流失率考察,结果表明,溶胶-凝胶法制备的HPWA-SiO2催化剂的流失率基本保持在0.71%~0.84%,而浸渍法制备的HPWA/SiO2催化剂的流失率为2.4%,是前者的3倍多,从而证明溶胶-凝胶法制备的负载型钨磷酸催化剂,能够更好地防止钨磷酸活性中心在水相反应中的流失。     

一维TiO2-Al2O3载体的制备及其在加氢脱氮中的应用

为提高现有负载型NiMoS催化剂的加氢活性,以碳纳米管为结构导向剂,分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法制备了2种一维TiO₂-Al₂O₃载体,并采用共浸渍法制备了相应的负载型NiMoS催化剂,探究了不同结构的载体对NiMoS/TiO₂-Al₂O₃催化剂加氢脱氮性能的影响。结果表明,当选择以溶胶-凝胶法制备的一维TiO₂-Al₂O₃为载体时,NiMoS/TiO₂-Al₂O₃催化剂上的加氢脱氮活性较高,在350℃、氢压为3 MPa、转速为400 r/min的条件下反应4 h,喹啉的转化率达到99%以上,脱氮率达到40.75%。     

CuO-Bi_2O_3/SiO_2-MgO催化合成1,4-丁炔二醇工艺条件研究

采用溶胶—凝胶结合超临界干燥技术制备了一系列不同Mg含量的SiO2-MgO气凝胶载体,负载铜铋后应用于甲醛乙炔化制1,4-丁炔二醇反应,考察了工艺条件对催化反应性能的影响。结果表明,载体中Mg的引入可有效提高催化剂的反应性能,在Mg含量18%时甲醛转化率和1,4-丁炔二醇收率均达到最大值。在优选的工艺条件为5 g催化剂/100 mL甲醛溶液,反应时间25 h条件下,分别为92%和78%。催化剂表现出优异的使用稳定性。     

溶胶法在活性炭上负载金属纳米颗粒的参数和机理研究

使用正交实验法研究了溶胶-凝胶法在活性炭上负载金属纳米颗粒的工艺条件.在固定活性炭量和表面活性剂量的情况下,研究了金属负载量、乙二醇用量、碱性中和剂量和氢还原时间等四因素对负载产物的比表面积和负载效果的影响.通过直观分析和方差分析找出溶胶法在活性炭上负载金属纳米颗粒的最优工艺条件.对样品的氮吸附检测和扫描电镜(SEM)照片检测发现,当负载量在16%以下时,金属粒子分散良好,无明显聚集现象.实验结果表明,溶胶-凝胶法可以控制金属粒子主要附着在活性炭的外表面和大孔壁上,对微孔几乎没有影响.因此,可用于制备兼具高负载量和大比表面积特点的高性能金属/活性炭复合催化剂.     

硅胶负载的铬系催化剂研究进展

聚烯烃材料的发展与其催化剂的进步密不可分,硅胶常作为烯烃聚合的催化剂载体,通过改变其物性指标和活化条件可以控制催化剂的性能和聚乙烯的相对分子质量.综述了硅胶负载的铬系聚乙烯催化剂在国内外的研究进展,包括硅胶载体的预处理方法,硅胶负载的氧化铬催化剂、有机铬催化剂、添加过渡金属化合物的铬系催化剂的制备工艺和催化性能.对比了氧化铬催化剂与有机铬催化剂在催化机理上的差异.预测了硅胶负载的铬系催化剂今后的研究方向.     

负载活性组分对载体孔结构的影响

采用BET法测定了负载不同量丙烷脱氢制丙烯铬基催化剂、贵金属系催化剂载体的比表面积、孔结构等数据;采用压汞法测定了负载不同量乙烯氧化制环氧乙烷银催化剂载体的比表面积、孔结构等数据。随着活性组分负载量增加,负载铬基催化剂载体的孔容、比表面积持续降低;负载贵金属系催化剂的载体,由于活性组分负载量较低,载体的孔结构等数据几乎没有变化;负载银催化剂的载体与未负载活性组分的载体相比,其孔容降低13%。