溶胶-凝胶原位合成宽活性温度V2O5/TiO2脱硝催化剂

利用溶胶-凝胶技术原位合成一系列不同V₂O₅担载量的V₂O₅/TiO₂催化剂,通过BET、XRD、NH₃-TPD及紫外-可见光等手段对催化剂进行表征。结果表明：制备的催化剂均具有介孔结构,V₂O₅在TiO₂表面高度分散,且存在3种典型的酸性位。通过选择性催化还原反应对V₂O₅/TiO₂催化剂进行活性评价,结果显示随着V₂O₅含量的增加,NO转化率大于75%的温度窗口向低温方向偏移,含10% （质量分数）V₂O₅的催化剂的NO转化率为80%的温度窗口最宽为200～450℃,240℃时20 h连续实验表现出稳定的抗硫抗水性能。结合紫外-可见光谱分析,揭示了钒掺杂所形成的单聚和低聚钒酸盐为催化剂的活性组分。     

Ce掺杂对Ru/TiO2催化氯苯性能的影响

采用等体积浸渍法制备了单贵金属Ru/TiO₂和双金属Ru-Ce/TiO₂系列催化剂,测试了其对氯苯的催化活性,并通过N₂吸脱附、扫描电镜(SEM)、程序升温还原(H₂-TPR)进行表征,旨在考察稀土元素Ce掺杂对Ru/TiO₂催化氯苯性能的影响。结果表明,Ce的引入可使其在降低贵金属含量的基础上仍保持高的催化效率,且极大地提高了低温催化活性。0.4%Ru-1.0%Ce/TiO₂与0.4%Ru/TiO₂相比,其T₁₀和T₉₀分别降低了50℃和60℃。H₂-TPR表明引入Ce为催化剂提供了更多的表面氧空位,形成Ru-O-Ce增强了其氧化还原能力。掺杂Ce未改变Ru/TiO₂催化剂的结构形貌,仍保持介孔结构,但若负载量过多,会堵塞部分孔道,阻碍污染物吸附及反应,降低催化性能。     

介孔磷酸盐分子筛上钒物种的引入方式及其对丙烷氧化脱氢 催化性能的影响

以溶剂挥发诱导自组装法(evaporation–induced self–assembly，EISA)合成的有序磷酸盐介孔分子筛Na_0.1Zr_0.9PO为载体，分别采用掺杂和浸渍两种方式引入过渡金属钒作为活性物种，制备了一系列不同钒含量的催化剂样品。通过小角X射线衍射、N₂吸附-脱附和透射电镜表征了所制备样品的孔道结构，采用Raman光谱着重研究了不同方式引入的钒物种在Na_0.1Zr_0.9PO上的存在状态，并将催化剂上钒物种的存在状态与其在丙烷氧化脱氢反应中的催化性能相关联，探讨在介孔磷酸盐分子筛上构筑丙烷氧化脱氢活性位的合适方法。研究结果表明：掺杂方式引入的钒物种不仅可以同时以孤立态和聚集态存在，并且当钒含量高于8%时仍能保持高度分散状态，不容易出现导致催化性能下降的结晶态V₂O₅，与浸渍负载相比，本文采用掺杂方式制备的钒基催化剂样品普遍显示出更好的丙烷氧化脱氢活性和更高的丙烯选择性。此外，以碱金属Na掺杂的介孔磷酸盐分子筛Na_0.1Zr_0.9PO作为钒基催化剂的载体，虽然丙烷氧化脱氢反应的活性受到一定程度的抑制，但却可以使丙烯的选择性有所提升。     

CO2/N2开关型脒基表面活性剂软模板制备介孔二氧化硅

模板法是制备介孔SiO₂的常用方法之一,而模板法通常需要脱除模板后才能得到介孔结构。以传统表面活性剂为模板合成介孔二氧化硅,除模板方法还有高温焙烧、溶剂萃取等,但这些方法均存在一定的缺点,如导致结构坍塌、消耗大量溶剂等。本文采用开关型表面活性剂N'-十二烷基-N,N-二甲基乙基脒碳酸氢盐为模板剂,以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源在碱性条件下合成SiO₂。与常规除模板法不同,本实验在反应结束后加热并通入N₂使表面活性剂分解失去表面活性,用水和丙酮洗涤后得到了形貌规整、孔道有序、具有较高比表面积和孔容的介孔SiO₂。同时还研究了有机盐乙二胺四乙酸二钠(Na₂EDTA)对介孔有序度、所得介孔材料比表面积、孔容孔径和模板残留量的影响。     

TiO2载体特性对二苯并噻吩加氢脱硫性能的影响

以自制的大比表面介孔二氧化钛晶须作为加氢脱硫催化剂的载体,采用一步浸渍法制备了MoO₃-NiO/TiO₂催化剂,并用 X 射线衍射、N₂ 吸附-脱附、SEM、拉曼衍射等技术对载体和催化剂进行了表征,考察了TiO₂晶须材料作为二苯并噻吩(DBT)上加氢脱硫(HDS)催化剂载体的性能及优越性,并详细考察了不同TiO₂载体的晶型与比表面积对催化剂加氢脱硫反应活性的影响。结果表明,TiO₂介孔晶须具有较为活泼的锐钛矿相和晶须形貌,同时提供了大的比表面积和特殊的孔道结构,在温度280℃、氢分压2.0 MPa、氢/油体积比400、体积空速4 h^-1的温和条件下,DBT转化率即可接近100%。比表面积相近时,催化剂的脱硫效果依次为锐钛矿相>混晶>金红石相;同为锐钛矿相TiO₂载体,催化剂的脱硫效果随着比表面的增大而增加。     

疏水性介孔TiO2/碳质复合材料的制备及其高效催化合成生物润滑油的研究

以糠醛和羟乙基磺酸为碳源，通过水热法将含有磺酸基团的碳质与介孔二氧化钛复合制备TiO₂/C-SO₃H固体酸催化剂；利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷对其进行表面改性，得到具有疏水性的TiO₂/C-SO₃H-NH₂。利用SEM、TEM、BET、XRD、FT-IR等对TiO₂/C-SO₃H-NH₂进行表征，结果表明，TiO₂/C-SO₃H-NH₂保持了TiO₂的介孔结构和富含磺酸基的碳质结构，3-氨基丙基三乙氧基硅烷的改性带来疏水性和弱碱性。氨基与表面磺酸基形成稳定的内盐结构，有效防止了磺酸基在反应过程中的流失，同时降低了酯化产品的酸值，增加了稳定性。通过正戊酸与三羟甲基丙烷酯化反应测试TiO₂/C-SO₃H-NH₂的催化活性，当反应温度为180℃时，三羟甲基丙烷的转化率...     

Si-TiO2负载V2O5催化甲醇一步氧化法制二甲氧基甲烷的研究

通过溶剂热法制备不同Si掺杂量的Si-TiO₂载体,采用等体积浸渍法制得Si-TiO₂/-V₂O₅催化剂,利用XRD、H₂-TPR、NH₃-TPD、UV-Vis对催化剂的性质进行表征,研究了Si掺杂改性对催化剂钒氧物种分散性和氧化还原性、催化剂表面酸性以及反应性能的影响。结果表明,硅掺杂改性后改善了催化剂表面钒氧物种的分散性,提高了催化剂的氧化还原能力,使催化剂具有更加适宜的酸性,提升了甲醇氧化制二甲氧基甲烷（DMM）的反应性能。Si掺杂量为3%的3Si-TiO₂/V₂O₅催化剂表现出良好的反应性能,此时甲醇转化率为58.5%,DMM的选择性高达99.1%。     

介孔-大孔HPW/TiO2催化剂的制备及其催化氧化脱硫性能的研究

为了有效降低SO_x在环境中的排放,以嵌段共聚物F127和新合成的PMMA微球为双模板,采用溶胶-凝胶法制备了三维有序介孔-大孔x-HPW/TiO₂催化剂。利用扫描电镜、透射电镜、氮气吸附-脱附、X射线衍射和红外光谱研究了其结构,并考察了其催化氧化燃油中有机硫的性能。结果表明,x-HPW/TiO₂催化剂中存在高度有序的介孔-大孔结构,Keggin结构的HPW均匀分散在TiO₂孔道骨架中。该催化剂在常压、60℃下可使燃油中的二苯并噻吩（DBT）催化氧化完全,循环使用6次后对DBT的去除率仍可达到96%。     

硼氮共掺杂TiO2粉末制备及光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法制备硼氮共掺杂TiO₂光催化剂,利用X射线衍射、X射线光电子能谱及紫外-可见光漫反射光谱手段对制备的催化剂进行表征。结果表明,硼和氮均以间隙方式进入TiO₂晶格中,形成Ti-O-B、Ti-O-N和Ti-O-B-N结构,提高了催化剂活性;B-N-TiO₂吸收带边明显红移,表明催化剂对可见光吸收增强。可见光降解甲基橙结果表明,B-N-TiO₂的活性明显高于B-TiO₂和N-TiO₂,说明硼氮共掺杂改性对提高TiO₂可见光活性具有协同作用。     

改性TiO2对染料废水选择性吸附及催化强化研究

采用高温热解法制备g-C₃N₄,与Na₂CO₃改性的TiO₂纳米材料通过溶剂热法得到g-C₃N₄/Na₂CO₃-TiO₂复合催化剂。对催化剂的结构和形貌进行了表征,并研究了材料对活性黄、碱性品红混合染料废水的催化降解及选择性吸附性能。结果表明,制备的催化剂的比表面积和总孔容分别为纯TiO₂的1.34倍和1.47倍。当催化剂的投加量为1.0g/L,g-C₃N₄与TiO₂的质量比为15%,光反应90 min活性黄的去除率为佳可达93.9%。改性复合后的催化剂具有选择吸附性,选择性系数达到5.09,是纯TiO₂的5.3倍。     

ZrO2/Ti-MCM-41催化聚丙烯裂解反应的研究

采用水热合成法制备了中孔分子筛ZrO₂/Ti-MCM-41，通过XRD和N₂吸附-脱附对其进行表征。结果表明，该分子筛具有中孔结构，并且随着ZrO₂含量的增加，ZrO₂/Ti-MCM-41孔道的长程有序性和结晶度有所减弱，直至失去中孔结构。将其应用于聚丙烯（PP）催化裂解反应，通过考察负载量、反应温度、催化剂用量和反应时间，对ZrO₂/Ti-MCM-41催化裂解PP反应的规律进行了研究。结果表明，负载ZrO₂质量分数为18%的ZrO₂/Ti-MCM-41，在反应温度400 ℃m（ZrO₂/Ti-MCM-41）∶m(PP)=0.02和反应时间30 min条件下，PP转化率可达91.2%，液体产物收率为83.6%，优于热裂解及传统的HZSM-5小孔分子筛催化剂的催化裂解结果。     

Selective Oxidation of Diphenylmethane Over Cobalt Doped Mesoporous Titania–Silica Catalyst with High Ti Content

Cobalt doped mesoporous titania–silica with Ti/Si molar ratio of 0.5 (Co–TiO₂–SiO₂) was synthesized for the oxidation of diphenylmethane in acetic acid using aqueous hydrogen peroxide as oxidant for the first time. Fast hot catalyst filtration experiment proved that the catalyst acted as a heterogeneous one. Recycling of the catalyst indicates that the catalyst can be used a number of times without losing its activity to a greater extent. The effects of reaction time and reaction temperature on the performance of the catalyst were investigated. Moreover, cobalt doped mesoporous titania with a crystalline structure and cobalt doped mesoporous titania–silica with different molar ratio were also studied. It was found that Co–TiO₂–SiO₂ with Ti/Si molar ratio of 0.5 showed the highest activity.     

Characteristics and photocatalytic degradation of methyl orange on Ti-RH-MCM-41 and TiO<Subscript>2</Subscript>/RH-MCM-41

Our purpose was to synthesize, characterize and test photodegradation of methyl orange on two catalysts containing 10 wt% titanium supported on mesoporous MCM-41 synthesized with rice husk silica. The first catalyst was Ti-RH-MCM-41 prepared by adding tetrabutyl orthotitanate (TBOT) in a synthetic gel of RH-MCM-41, and the second catalyst was TiO₂/RH-MCM-41 prepared by grafting TBOT on the preformed RH-MCM-41. The mesoporous structures were observed on both catalysts and they had surface area of 1,073 and 1,006 m²/g. The Ti in Ti-RH-MCM-41 was in the form of Ti(IV) with tetrahedral geometry residing in the mesoporous structure. This form was less active for photodegradation of methyl orange than the other one. The Ti in TiO₂/RH-MCM-41 was anatase titania with octahedral geometry located outside the mesoporous framework. This form was more an active phase for the photodegradation and the reaction parameters on this catalyst were further investigated. The optimum catalyst weight to methyl orange volume ratio was 5 g/L and the optimum initial concentration of the dye was 2.0 ppm. The degradation rate obeyed pseudo-first order and the adsorption of methyl orange on TiO₂/RH-MCM-41 obeyed Langmuir isotherm.     

中孔碳负载铂催化剂制备及其催化3,4-二氯硝基苯加氢反应

以糠醇为碳源,在酸性中孔模板剂MSU-S上缩合,合成具有中孔结构碳材料(MC),通过浸渍法合成Pt/MC催化剂。采用XRD、BET、SEM和TEM等手段对MC和Pt/MC进行表征,MC富含中孔,有效分散Pt纳米粒子并在反应过程中稳定Pt。研究Pt/MC对3,4-二氯硝基苯催化加氢反应的催化性能,在3,4-二氯硝基苯 1 mmol、催化剂用量100 mg、乙醇5 mL、反应温度30 ℃、常压氢气和反应时间6 h条件下,3,4-二氯硝基苯转化率达100%,3,4-二氯苯胺选择性达99.7%,Pt/MC重复使用5次,催化性能保持不变。     

Ti-MCM-41分子筛催化剂的合成、表征及催化性能

以正硅酸四甲酯为硅源,钛酸四异丙酯为钛源,在异丙醇和水的混合溶液中室温下合成了Ti-MCM-41介孔分子筛,采用TEM、N 2吸附-脱附、XRD、UV-Vis和Raman等研究了分子筛的结构特性。并以过氧化氢异丙苯为氧化剂,考察了硅烷化处理后的Ti-MCM-41分子筛催化剂在丙烯环氧化反应中的催化性能。结果表明,与骨架外六配位钛物种相比,骨架内四配位钛物种活化有机过氧化物的能力更强,速率更快;四配位钛物种是环氧丙烷生成的活性物种,而六配位钛物种的存在则会导致反应副产物的生成。合成时添加适量的异丁醇可有效促进钛物种进入分子筛骨架中,并增大比表面积和孔体积,进而改善Ti-MCM-41催化剂的丙烯环氧化催化性能。性能最佳的催化剂上过氧化氢异丙苯转化率可达94.7%,环氧丙烷选择性可达95.8%。     

利用中孔分子筛Al-MCM-41催化合成农药异戊烯酸乙酯的条件

[方法]利用中孔分子筛Al-MCM-41作催化剂,直接用反应物乙醇作带水剂,以乙醇和异戊烯酸为原料,采用分批补充乙醇的工艺方法合成农药异戊烯酸乙酯。考察了催化剂用量、反应物物质的量比、反应温度和反应时间对反应转化率和选择性的影响。[结果]该反应最佳的合成条件:异戊烯酸和乙醇的物质的量比为1∶8,催化剂的量为异戊烯酸质量的1.8%,反应时间为6 h,反应在剧烈回流温度下进行。在此条件下,异戊烯酸转化率可达89.9%,产品纯度大于99.7%。[结论]中孔分子筛Al-MCM-41可作为合成异戊烯酸乙酯高效而环保的固体酸催化剂。     

胶原纤维为模板介孔TiO_2和Pt掺杂TiO_2纤维的制备及光催化降解黑液（英文）

以胶原纤维为模板,Ti（SO4）2为钛源,合成了新型光催化剂—介孔TiO2和Pt掺杂TiO2纤维。通过场发射扫描电镜（FESEM）、比表面积和孔径分析、紫外–可见光谱和分子荧光光谱等检测手段对两种介孔TiO2纤维的结构和物理性能进行了表征。FESEM分析表明,胶原纤维的表面结构能被较好地保留在介孔TiO2和Pt掺杂TiO2纤维中。N2吸附–脱附等温线为IV型,表明TiO2和Pt掺杂TiO2纤维具有介孔结构。基于结构的特点,在可见光和UV-A激发下,介孔TiO2和Pt掺杂TiO2纤维表现出强于商品级纳米TiO2（Degussa P25）的总有机碳（TOC）脱除率。此外,Pt的掺杂能明显改善介孔TiO2的光催化活性。光催化实验表明,Pt掺杂TiO2纤维（1.0g L–1）在可见光照射420 min后,黑液的TOC脱除率为37%;UV-A（360 nm）照射300min后,TOC脱除率为51%。因此,制备的介孔TiO2和Pt掺杂TiO2纤维作为一类性能优异的光催化剂,能用于黑液的光催化降解,并在其他类似的反应条件下具有潜在的应用前景。     

SiW12／SBA-15介孔分子筛催化合成月桂酸乙酯

用传统的水热合成法制备纯硅介孔分子筛SBA-15,将SiW12负载在SBA—15上。采用x射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）对不同负载量的催化剂进行了表征。表征结果表明,催化剂SiW12／SBA-15仍具有纯硅SBA-15的介孔结构,SiW12的Keggin结构保持完整。该催化剂用于月桂酸与乙醇的酯化反应,重点考察了硅钨酸的负载量、反应温度、酸醇比、催化剂用量等因素对酯化反应性能的影响。得到最佳反应条件为：硅钨酸的负载量为25％,反应温度90℃,酸醇比1：2．5,催化剂用量为月桂酸质量的1％,反应时间4h。催化剂再生实验结果认为,SiW12／SBA-15介孔分子筛具有良好的再生性能和稳定性。     

Enhanced CuCl dispersion by regulating acidity of MCM-41 for catalytic oxycarbonylation of ethanol to diethyl carbonate

CuCl supported on molecular sieves has attracted increasing attention in catalyzing oxidative carbonylation of ethanol to diethyl carbonate. Mesoporous MCM-41 has been widely used as catalyst support due to its large surface area and well defined mesoporous structure. Considering its intrinsic weak acidity, MCM-41 was modified by a simple impregnation method to incorporate Al. The incorporation of Al components resulted in the high dispersion of Cu species and the increase of acid sites without changing the mesoporous structure of MCM-41, and thus enhanceed the catalytic activity of CuCl/MCM-41for diethyl carbonate synthesis.     

Ti-MSU催化过氧化氢氧化模拟柴油深度脱硫

分子筛催化H2O2氧化脱硫的反应,由于具有反应条件温和、操作费用低、可实现深度脱硫和催化剂可回收再利用等优点,受到国内外研究者的重视。以烷基聚氧乙烯基醚（AEO9）为模板剂,以有机钛硅为原料,合成中孔分子筛（Ti-MSU）。用FTIR、XRD和BET等分析手段对合成的分子筛样品进行了表征。以Ti-MSU为催化剂和30%（质量分数）H2O2为氧化剂,对模拟燃料的氧化脱硫进行了研究,考察了不同n（Si）/n（Ti）比及反应条件对催化剂活性的影响。试验结果表明,在适宜反应条件下,Ti-MSU对二苯并噻吩（DBT）的转化率最高达58%。