催化苯乙烯与三乙氧基硅烷的硅氢加成反应研究

研究了聚乙二醇(PEG)作为络合剂的负载型铂催化剂的制备及其催化苯乙烯与三乙氧基硅烷硅氢加成反应的反应规律,考察了温度、催化剂用量、载体粒度等因素对催化活性的影响.结果表明,该催化反应在50℃、投料比为1:1、催化剂铂含量为2.6×10-5mol·g-1时,三乙氧基硅烷的转化率可达90%,反应无明显诱导期,催化剂性能稳定,回收使用3次无明显失活.     

DMAPAA-PHMS氨基硅油的合成及表征

利用硅氢加成反应,在聚硅氧烷的侧链引入氨基基团,合成氨基硅油.采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对接枝样品进行表征,研究了反应时间、催化剂用量、反应温度、反应物的物料比对反应转化率的影响,利用正交试验得出了反应的最佳条件。反应的最佳条件为:反应时间10h,催化剂用量为反应物质量的50×10-6,反应温度为110℃,物料比为1.1。     

废SCR脱硝催化剂中砷元素赋存形态与氧化碱浸脱除

以燃煤电厂废SCR脱硝催化剂为研究对象,通过XPS、ICP等检测方法研究废催化剂中杂质As元素的含量及赋存形态,发现废SCR催化剂中As元素存在形态为As2 O3与As2 O5.采用氧化碱浸技术,将难与NaOH反应的As2 O3氧化为更易反应的As2 O5,实现不同价态As元素的深度脱除.分别研究了氧化剂种类、氧化剂浓度、浸出剂浓度、反应温度、时间、液固比等因素对As元素脱除率的影响规律.结果表明,当反应温度为30℃、反应时间为4 h、H2 O2浓度为5％(质量分数)、NaOH浓度为10％(质量分数)、液固比为2 mL/g时脱砷效果最佳,废催化剂中As含量由1334×10-6降低至50×10-6,脱除率达到98.5％.所得产物为脱砷后催化剂,主要由锐钛矿型TiO2与少量WO3组成.通过EPR、XPS技术对H2 O2强化浸出的反应机理进行研究,发现废SCR催化剂中V元素主要以V4+、V5+两种价态存在,其与NaOH反应生成的HV2 O5-、VO43-和H2 O2引发的类Fenton反应,可产生具有强氧化性的羟基自由基,将难以脱除的As3+氧化为更易溶于碱液的As5+,提高As元素的脱除率.     

活性炭负载CaCl2催化五氯乙烷脱HCl的研究

筛选出了催化性能较好的活性炭负载氯化钙(CaCl2/AC)催化剂用于五氯乙烷脱HCl制备四氯乙烯。考察了反应温度、空速、CaCl2负载量对CaCl2/AC催化剂催化性能的影响及催化剂的稳定性。实验结果表明最佳反应条件:反应温度为240℃,空速为3.4h-1,CaCl2负载量为0.3mmol/g,在此反应条件下五氯乙烷的转化率可达99%以上,四氯乙烯的收率达95%以上,催化剂催化性能重现性良好。采用X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附对催化剂进行了表征。结果表明CaCl2在活性炭表面分散良好;随着CaCl2负载量的增加,CaCl2/AC催化剂的BET比表面及孔容逐渐减小。     

甲基(γ-氯丙基)二氯硅烷的合成研究

以磷配体对氯铂酸硅氢加成催化剂进行改性,以γ-氯丙烯和甲基二氯氢硅为原料合成甲基(γ-氯丙基)二氯硅烷.探讨了该催化剂对硅氢加成反应的催化活性,较系统地研究了催化剂用量、配体与氯铂酸摩尔比、温度控制等因素对产品收率的影响.实验表明:氯铂酸-磷配体催化剂是合成甲基(γ-氯丙基)二氯硅烷的良好催化剂,在n(氯铂酸):n(磷配体)=1:3,催化剂用量为反应物料总摩尔数的1.5×10-5,一次投料方式,反应时间3.0h的优化条件下,甲基(γ-氯丙基)二氯硅烷的产率可达77.9%.     

聚醚改性有机硅表面活性剂的制备及其有机硅乳液的性能

以含氢硅油(PHMS)、烯丙基聚醚(PE)为原料,氯铂酸-异丙醇为催化剂制备聚醚改性有机硅(PMS)表面活性剂;考察了其对不同黏度二甲基硅油(PDMS)的乳化性能;并利用红外光谱、全自动界面张力仪等对其进行表征.通过正交试验确定合成的较佳条件为:m(PE)/m(PHMS)＝1、90℃反应5h、催化剂用量(Pt)2.0×10-3%,该条件下PHMS的反应转化率高达93.5%.PMS的临界胶束浓度(CMC)为8.5×10-6mol/L,表面张力γCMC为29.5mN/m,对二甲基硅油具有优良的乳化作用.所制有机硅乳液(SAF)对十二烷基磺酸钠起泡体系具有良好的消抑泡性能,且在10～90℃温度范围、酸碱条件下,均可持续保持消抑泡活性.     

以PMDETA为配体的甲基丙烯酸丁酯ARGET ATRP研究

以廉价配体五甲基二乙烯三胺(PMDETA)、溴化铜(CuBr2)和还原剂为催化体系,进行了甲基丙烯酸丁酯(BMA)的电子转移再生活化剂原子转移自由基聚合研究(ARGET ATRP),考察了影响反应可控性的因素。实验结果表明,配体用量至少为催化剂量10倍(物质的量)以上,反应温度应在65℃～85℃,所得聚合物分子量分布较窄;还原剂用量增加,反应速率变快,但分子量分布变宽;催化剂用量减少时,还原剂相对用量要增加;催化剂的最少用量取决于引发剂与催化剂的物质的量比,当引发剂和催化剂物质的量比小于1:0.02时,催化剂的用量能降到单体物质的量的5×10-5倍,仍保持可控聚合,所得聚合物分子量分布较窄为1.29。     

活性炭的预处理对CeO_2/AC催化剂NH_3选择性催化还原NO_x性能的影响

为了改善活性炭(AC)负载的CeO_2基催化剂的脱硝性能,采用空气热氧化或硝酸对活性炭进行预处理,考察了预处理方式对其负载的CeO_2基催化剂氨选择性催化还原(NH_3-SCR)NO_x反应性能的影响。对预处理后的活性炭及其负载的CeO_2基催化剂进行了红外光谱(FTIR)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)、N_2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)及H_2-TPR等表征。结果表明:硝酸预处理显著增加了活性炭表面含氧官能团、增强了表面酸性,提高了其负载的CeO_2基催化剂的氧化还原性能,促进了催化剂表面NH_3的吸附和活化,使催化剂表现催化优异的NH_3-SCR脱硝性能。该催化剂对NO_x的起燃温度和完全转化温度分别为75℃和190℃,显著优于空气热氧化处理的活性炭制备的催化剂,但H_2O易导致催化剂活性下降。     

炭/纳米氧化锌复合物的制备及其介电和吸波性能研究

采用均匀沉淀方法制备了不同的活性炭/纳米氧化锌复合物,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X光衍射分析(XRD)以及热失重分析(TGA)手段对复合物进行了表征,并进一步测量了不同复合物的环氧树脂复合材料在特定频率范围内的介电和吸波性能.研究结果表明:所得复合物中的纳米氧化锌属于六方晶系的氧化锌,纯度较高,重量百含量为50%...     

氮掺杂再生活性炭的制备及电催化氧还原反应性能研究

为解决危废活性炭传统回收方式带来的资源浪费和环境污染等问题,本工作以抗生素脱色废活性炭为原料、氨气为氮源,采用高温热解再生法将氮元素通过sp²杂化键合进入到活性炭骨架中,制备了氮掺杂再生废活性炭氧还原反应(ORR)催化剂,分析了氮掺杂再生活性炭的物相组成、微观形貌、电化学性能。结果表明,当温度为1 000℃、退火时间为1 h时,所制备的N-RWAC-1000-1氧还原电催化性能最佳。N-RWAC-1000-1具有丰富的微孔和介孔结构,比表面积可达908 m²/g,在碱性介质中的起始电位为0.92 V(vs.RHE),半波电位为0.82 V(vs.RHE),均接近商业20%(质量分数)的铂碳催化剂。此外,氮掺杂再生炭拥有优于商业化铂碳的循环稳定性和甲醇耐受性,有望成为新的氧还原催化剂以期为抗生素脱色废活性炭的高值化利用提供了新的方向。     

Vapor phase synthesis of ZnO structures

We observed zinc oxide structures formed in an oxygen-containing atmosphere as a result of oxidation of the surface of zinc droplets. The gas-phase oxidation leads to the formation of hollow ZnO whiskers on the metal surface, which grow due to the transport of zinc vapor through their channels. It was found that high partial pressures of zinc and atomic oxygen give rise to fractal structures, which appear in a cascade process involving the sequential formation of zinc oxide vapor, ZnO clusters, and cluster aggregates as a result of the cluster-cluster interaction. A deposit of ZnO synthesized on the cathode surface exhibits a columnar structure.     

Solvothermal preparation and gas sensing properties of ZnO whiskers

ZnO whiskers were prepared by a solvothermal process with Zn(OH)4(2-), cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), n-amyl alcohol and n-hexane at 140 degrees C. The influence of preparation condition on the morphology of the resultant sample was investigated through change zinc salts, co-surfactants, surfactants, reaction temperature, and reaction time. Experimental results revealed that the morphology of as-obtained ZnO was affected strongly by the zinc salts and surfactants. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and electron diffraction (ED). Results showed that ZnO whiskers had the diameters of 100-500 nm, the lengths of several microm, and grown along orientation of [0001]. The gas sensitivities of the as-prepared ZnO whiskers were detected. The results revealed that the ZnO whiskers had excellent potential application for gas sensor.     

How hybridization with zinc oxide whiskers and carbon fibers affects the thermal diffusivity and mechanical properties of poly(<Emphasis Type="SmallCaps">l</Emphasis>-lactic acid) nanocomposites

The enhanced thermal diffusivity and mechanical properties of poly(l-lactic acid) (PLLA) nanocomposites reported here are based on the percolation network formed when PLLA is hybridized with short carbon fibers (CFs) and functionalized zinc oxide whiskers. The PLLA nanocomposite containing 30 wt% (≈9.5 vol%) ZnO whiskers and 10 wt% (≈8.1 vol%) CFs had a thermal diffusivity almost as high as that of stainless steel and an insulator-level electrical resistivity (>10¹⁰ Ωm). Modifying the surface of the ZnO whiskers by esterifying them using specific alcohols with long linear alkyl chains improved the elastic strength and toughness of the nanocomposites significantly. These results suggest that hybridizing PLLA with short CFs and functionalized ZnO whiskers yields nanocomposites with high thermal diffusivity as well as high electrical resistivity and excellent mechanical properties.     

纳米氧化锌晶体的分区生长

以ZnO粉和石墨粉为原料,用碳热还原法获得了分区生长的多种形貌ZnO晶体.采用XRD、FESEM、HRTEM、EDS和PL谱等测试手段分别对产物进行了分析表征.结果表明:所得产物均为六方纤锌矿ZnO晶体,但具有不同的晶体形态特征.浅黄色产物主要为四足和两足状ZnO晶须,白色产物为单一片状ZnO晶体.同时初步分析和讨论了产物分区生长的原因和生长机理.     

四脚状氧化锌晶须的微波电磁性能

以锌粉为原料,采用碳还原剂控制法制备了四脚状氧化锌晶须。用光学显微镜、扫描电子显微镜及X射线衍射分析方法对产物进行了表征。实验结果表明,该晶须为纯氧化锌,属于六方晶系纤锌矿结构;整个氧化锌晶须基本为四脚状晶须结构。通过热力学分析及试验表明,在1220~1350 K的温度时,可以得到完整的四脚状氧化锌晶体。用波导法对所得晶须进行了磁导率和介电常数的测量。微波电磁性能试验表明,四脚状氧化锌晶须是一种介电损耗材料,具有一定的微波吸收性能。     

氧化锌晶须电磁波吸收性能研究

用四针状氧化锌晶须作为电磁波吸收材料,研究了氧化锌晶须结构对其电磁波吸收性能的影响:用SEM表征了其形貌,分析了氧化锌晶须针状体长径比、截面形貌和晶体结构等结构因素对其在8～12GHz电磁波频段吸收性能的影响,并初步分析了结构导致其电磁波吸收性能差异的原因.     

均匀沉淀法制备碳纳米管/氧化锌复合材料的研究

采用均匀沉淀法制备了碳纳米管(CNTs)负栽氧化锌(ZnO)粒子复合材料,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X光衍射分析(XRD)以及热失重分析(TGA)手段对复合粒子进行了表征.研究结果表明:锌离子浓度取0.4mol/L至1.0mol/L时,所得复合材料中的氧化锌粒子大小均匀细小,分散性较好,形貌以粒状为主,大小在40nm左右;纳米氧化锌粒子与碳纳米管结合力较强,CNTs/ZnO复合材料在超声作用下能够稳定存在;反应时间越长,氧化锌粒子含量越高,晶粒越大;热解温度越高,热解时间越长,氧化锌晶粒尺寸越大.     

Preparation of floral-patterned ZnO/MWCNT heterogeneity structure using microwave irradiation heating method

HNO₃-treated multi-walled carbon nanotubes enclosed by flower-like zinc oxide particles were prepared by a microwave irradiation heating method. The product was characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. It was found that the flower-like zinc oxide grows around the multi-walled carbon nanotubes to form a floral-patterned structure. Multi-walled carbon nanotubes play a role as a template for the growth of ZnO and they can link ZnO particles together as a complex fabrication. This discovery is useful for nano-electronic applications.     

共沉淀法合成钕掺杂ZnO纳米材料及光学性能研究

以硝酸锌和硝酸钕为反应原料,利用共沉淀的方法制备稀土元素钕掺杂氧化锌(ZnO)纳米材料。利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)、差热-热失重(TG-DSC)及荧光光谱仪(PL)对钕掺杂氧化锌纳米材料的晶体结构、热稳定性及发光性能进行了表征。结果表明:钕掺杂改善了氧化锌的光学性能,800℃高温处理的钕掺杂量为7%的氧化锌具有较好的发光性能。     

乙醇/水混合溶剂中一维ZnO晶须的制备与表征

以乙醇/水作溶剂,氯化锌(ZnCl2)和氢氧化钠(NaOH)为原料,采用简单的低温陈化法制备出不同长径比的一维(1-D)ZnO晶须.用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)及高分辨透射电镜(HRTEM)等分别对晶须的形貌和结构进行表征.考察了乙醇与水的体积比对晶须粒径及长径比的影响,结果表明,随混合溶剂中乙醇含量升高,晶须粒径逐渐减小.同时,从晶体生长的角度对乙醇影响氧化锌晶体生长的作用机理进行了初步探讨,认为乙醇通过"表面-溶剂作用"吸附在ZnO晶体表面,使其各晶面的生长速率受到不同程度的抑制,从而达到减小晶须粒径的目的.