负载型Fe2O3/γ-Al2O3催化剂的制备及其对煤微波热解的催化活性

为实现低变质煤资源化的目标,在低变质煤微波热解的基础上采用超声浸渍-焙烧法制备负载型Fe2O3/γ-Al2O3催化剂,采用场发射扫描电镜(SEM)及X射线能谱(EDS)对催化剂进行表征,研究了其对煤微波热解过程中的催化效果及机理,考察焙烧时间、焙烧温度等因素对催化剂催化活性的影响,通过气-质联用(GC-MS)及煤气分析仪对焦油及气体组分和含量进行测定。结果表明,Fe2O3/γ-Al2O3催化剂的加入提高了煤微波热解制氢气及焦油产率,超声浸渍条件下400℃焙烧4h制备的产品催化活性最佳。     

TiO2/γ-Al2O3复相脱硝催化剂载体的制备研究

以二氧化钛、氧化铝和高岭土为主要原料,加入适量的添加剂,通过柱塞式挤压成型设备制得大型蜂窝陶瓷。实验结果表明,2号样品即TiO2和Al2O3的质量分数比为0.27时综合性能最佳,浸渍催化剂后催化活性最高到98.08%。另外,实验还确定了多种干燥方式结合的干燥制度以及最佳烧成制度,样品经850℃煅烧后,BJH脱附平均孔径为51.3nm,BET比表面积为53m2/g,BJH脱附累积孔容为0.14cm3/g,该吸脱附等温线属于Ⅳ型等温线,是介孔物质的吸附类型。     

CaO/γ-Al2O3吸附剂吸附CO2的性能研究

采用浸渍法制备了以γ-Al2O3为载体的CaO/γ-Al2O3吸附剂,并在自制吸附剂评价装置上,研究了不同CaO负载量对CaO/γ-Al2O3吸附剂吸附性能的影响。利用XRD及BET对CaO/γ-Al2O3吸附剂的物相及结构进行了表征。实验结果表明,CaO/γ-Al2O3吸附剂对CO2有较好的吸附性能,并且CaO/γ-Al2O3吸附剂的比表面积、孔容随着CaO负载量的增大而减小。当CaO的负载量为25%(wt,下同)时,CaO/γ-Al2O3吸附剂的静吸附容量达到最大值,4.95mol/kg。     

La2O3/γ-Al2O3复合产物的浸渍-燃烧法制备及表征

采用浸渍-燃烧法制备了La2O3/γ-Al2O3复合产物,原料为La(NO3)3.6H2O(A.R)、一水合柠檬酸和工业级的拟薄水铝石.以六水合硝酸镧和一水合柠檬酸分别为镧源和燃烧剂,柠檬酸与六水硝酸镧的摩尔比为5∶6左右.将拟薄水铝石研磨成粉末并溶于柠檬酸和镧的配合物溶液中,搅拌至凝胶状,110℃干燥2h,再放入马弗炉中焙烧2 h得到产物.采用XRD、BET、XPS进行分析和表征,结果表明La3+的加入提高了γ-Al2O3的热稳定性,随着样品焙烧温度升高,比表面积下降,孔容、孔径变大.随着La3+的量的增加,样品的比表面积增大,孔径尺寸分布变宽.通过控制La3+加入的量以及焙烧温度,可调控多孔γ-Al2O3粉体的比表面积、孔容、孔径大小及孔径分布.     

核壳结构MnCO3@Mn3O4球形颗粒的制备及其电化学性能研究

以硫酸锰为原料合成出球状MnCO3作为前驱体,加入KMnO4,通过化学沉淀法成功制备出粒径范围在0.5～1.0μm的核壳结构MnCO3@Mn3O4球形颗粒。通过对比实验发现,MnCO3、KMnO4和盐酸的添加量对最终产物的形成有很大的影响。电化学性能测试表明,核壳结构MnCO3@Mn3O4球形颗粒兼有双电层电容和赝电容特性,其最大比电容可以达到156F/g。     

K2CO3/γ-Al2O3催化玉米油制备生物柴油成分的定性分析

采用等体积浸渍法制备了负载型固体碱催化剂K2CO3/γ-Al2O3,并将其用于催化玉米油与甲醇酯交换反应制备生物柴油。采用气相色谱质谱联用仪对其成分进行了定性分析。通过分析质谱图的分子离子峰和特征离子峰,确定所制备的生物柴油主要由四种脂肪酸甲酯组成,分别为棕榈酸甲酯、亚油酸甲酯、油酸甲酯和硬脂酸甲酯。     

微波水热合成γ-AlOOH和γ-Al2O3纳米片

以九水合硝酸铝和尿素为原料,聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,在180℃微波水热条件下反应30min,制备了γ-AlOOH片状结构产物。此前驱物经600℃热分解2h,得到γ-Al2O3纳米片。采用SEM、TEM、SAED和XRD等方法对样品进行表征,并测试了γ-Al2O3纳米片对刚果红染料的吸附性能。实验结果表明,采用微波水热法可以得到长度约为1μm,厚度为30nm的γ-AlOOH纳米片,该产物经煅烧处理后可以得到微观形貌保持不变的γ-Al2O3纳米片,且片状结构表面存在介孔结构。γ-Al2O3纳米片状结构表现出对废水中刚果红污染物的强吸附性能。     

钛基LaxCe1-xTiyM1-yO3/γ-Al2O3催化剂的制备及催化燃烧性能

为提高钙钛矿型催化剂的活性,以γ-Al2O3为载体,采用等体积浸渍法制备负载型钙钛矿LaxCe1-xTiyM1-yO3/γ-Al2O3催化剂,考察了活性组分负载量、焙烧温度、A位元素配比和B位元素掺杂对催化剂催化燃烧甲苯性能的影响,并对催化剂进行XRD和BET表征。结果表明:催化剂的最佳制备条件是活性组分负载量为12%,焙烧温度为750℃,催化剂的最佳形式为La0.8Ce0.2 Ti0.8 Mn0.2 O3/γ-Al2 O3,在该催化剂的作用下,甲苯的起燃温度T50和完全转化温度T90分别为292℃和338℃;负载型钙钛矿催化剂保持了完整的钙钛矿结构,活性组分均匀分布在载体的孔道中,虽然会导致载体的比表面积有所降低,但催化剂可以更最大程度地分散,更有利于提高催化剂的催化活性。     

核壳型磁载TiO2/CoFe2O4光催化剂的制备与性能研究

纳米TiO2是一种高效的光催化剂,为了解决TiO2纳米颗粒从悬浮体系中分离回收难的问题,可将其包覆于磁性微球之外,借助于磁场的作用实现快速有效地分离.以尖晶石型CoFe2O4为磁核,制备了核壳型纳米磁性TiO2/CoFe2O4光催化剂,通过水浴恒温条件、热处理温度的改变,以及工艺的调整优化了催化剂的制备工艺.采用XRD和TEM分析了催化剂的结构与形貌.研究发现,水浴90℃恒温2h、600℃热处理后的TiO2/CoFe2O4在降解TNT时表现出了较高的催化活性.表明合适的反应时间和热处理温度是影响催化剂活性的关键因素.     

纳米核壳型Ag@Fe3O4复合材料的制备、催化及抑菌性能

采用“一锅法”制备纳米核-壳结构的Ag@Fe₃O₄复合材料。利用TEM、XRD、UV-vis DRS、振动探针式磁强计(VSM)对Ag@Fe₃O₄复合材料进行表征。以甲基橙为目标污染物,研究Ag@Fe₃O₄复合材料在过量NaBH₄介质中加氢还原的催化活性,并探讨其催化机制;以单质Ag和Fe₃O₄作参比,研究Ag@Fe₃O₄复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性能。结果表明,在10 min内,Ag@Fe₃O₄复合材料对甲基橙的加氢还原催化率为98%以上,且活性Ag转移电子至甲基橙的N=N键,使其断裂还原成对氨基苯磺酸钠和对二氨基苯;抑菌实验表明,Ag@Fe₃O₄复合材料比单质Ag具有更强的抑菌活性,并对细胞壁中含有更薄的磷脂双分子层的大肠杆菌更为敏感。      

锐钛矿型TiO2 / MnFe2O4 核壳结构复合纳米颗粒的制备及其光催化特性

采用柠檬酸盐前驱体技术, 合成了粒径约为20～70 nm 的尖晶石结构MnFe₂O₄ 纳米颗粒, 用聚乙烯亚胺( PEI) 对MnFe₂O₄ 纳米颗粒进行表面处理后, 以异丙醇钛为前驱物, 采用sol2gel 法在纳米MnFe₂O₄ 表面包覆锐钛矿型TiO₂ 纳米层形成核壳结构。利用透射电子显微镜( TEM) 、X射线衍射仪(XRD) 和振动样品磁强计等测试手段对样品的结构、形貌、粒径以及磁学性能等进行了表征。采用罗丹明B 的光催化降解反应对所制催化剂的活性进行了评价。结果表明, 核壳结构TiO₂ / MnFe₂O₄ 复合纳米颗粒的光催化活性随着壳层厚度的增加而增强,当达到一定厚度以后, 其催化活性不随壳层厚度的增加而改变。复合颗粒中TiO₂ 含量达到30 wt % , 反应时间4 h时, TiO₂ / MnFe₂O₄ 磁性光催化剂对罗丹明B 的光降解率达到100 % , 与纯TiO₂ 纳米粉体的催化活性相当, 且光催化活性稳定, 是一种便于回收、可重复使用的高效光催化剂。      

纳米γ-Fe2O3粒子的制备及其性能研究

以乙二醇作为前驱体,采用溶胶——凝胶法制备出了纳米γ-Fe2O3粒子,讨论了灼烧温度等对粒子大小、形貌、磁性等的影响,并采用红外光谱、X射线衍射光谱、透射电子显微镜、比表面分析仪及振动样品磁强计等对粒子的性能进行表征.结果表明:当烧结温度为450℃时,实验所得到的粒子的粒径最小,为5nm左右,磁性最强,比饱和磁化强度为65 emu.g-1,且分散较均匀.     

核壳型Fe3O4/C纳米颗粒的溶剂热法制备及其微波吸收性能

本文以二茂铁为主要原料,通过溶剂热法在190℃反应72h制备了核壳型Fe3O4/C磁性纳米颗粒。通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、矢量网络分析仪对产物进行了表征。结果表明,产物为球形核壳结构的Fe3O4/C纳米颗粒,其尺寸在100~150nm之间,其中碳壳的厚度在10~20nm之间。室温下,产物的矫顽力(Hc)为13.635Oe,剩余磁化率(Mr)为5.00725emu/g,饱和磁化率(Ms)为17.6863emu/g。在2~18GHz范围内,产物厚度为5mm、频率为12.99GHz时,产物的微波反射率为-37.85dB。     

纳米Al2O3的晶型对聚酰亚胺杂化薄膜性能的影响

将经偶联剂处理的纳米Al2O3粉体,借助超声波以一定方式均匀分散于聚酰胺酸溶液中,制备出Al2O3不同晶型、不同含量的PI/纳米Al2O3杂化薄膜,并对杂化薄膜微观形貌、聚集态结构、光透过率、热稳定性、电击穿场强进行研究,分析Al2O3晶型和含量对PI/纳米Al2O3杂化薄膜的结构和性能的影响.结果表明:PI/纳米Al2O3杂化薄膜的热稳定性,电击穿场强均高于纯PI薄膜,且随着纳米Al2O3含量的提高热稳定性也随之提高,电击穿场强先升高后降低;填充Al2O3粉体的晶型对PI薄膜分子链堆积密度有较大的影响,导致添加不同晶型Al2O3的杂化薄膜性能的差异.     

核壳结构SrFe12O19NiFe2O4复合纳米粉体的吸波性能

以Fe(NO₃)₃、 Ni(NO₃)₂和Sr(NO₃)₂为主要原料, 通过两步柠檬酸盐溶胶-凝胶法, 制备出核-壳结构SrFe₁₂O₁₉-NiFe₂O₄磁性纳米复合粉体。采用XRD、 TEM、 VSM及矢量网络分析仪对合成的粉体的结构、 形貌及吸波性能进行了分析研究。结果表明, 复合粉体的相结构与NiFe₂O₄含量有关, 当SrFe₁₂O₁₉与NiFe₂O₄的质量比为1∶2、 烧结温度为1050℃时, 复合纳米粉体的相与NiFe₂O₄接近, 核-壳结构SrFe₁₂O₁₉-NiFe₂O₄纳米复合粉体的饱和磁化强度(M_s)(51.4 emu/g)比单体SrFe₁₂O₁₉纳米粉体 (42.6 emu/g)的大; 但矫顽力(H_c) (336 Oe)比单体SrFe₁₂O₁₉纳米粉体的小, 在SrFe₁₂O₁₉ 与NiFe₂O₄的矫顽力5395～160 Oe之间。在频率为8～18 GHz范围内, 微波吸收逐渐增强, 当频率为12 GHz时, SrFe₁₂O₁₉-NiFe₂O₄纳米复合粉体的微波吸收达到最大值-9.7 dB, 是一种性能优良的吸波材料。      

Fe2O3/γ-Al2O3催化剂的制备表征及其催化活性的研究

采用浸渍法制备用于常温常压下催化湿式过氧化氢氧化工艺(CWPO)的负载型Fe2O3/γ-Al2O3催化剂,采用BET,SEM,XRD,XPS和XRF对其进行了表征,并以偶氮染料酸性橙为特征污染物,考察了Fe2O3/γ-Al2O3催化剂的催化活性和稳定性.研究表明,Fe2O3/γ-Al2O3催化剂中的活性组分Fe是以α-Fe2O3的形式存在,且Fe的负载量为1.907%(质量分数).对于初始浓度为500mg/L的酸性橙模拟废水,当Fe2O3/γ-Al2O3催化剂和H2O2氧化剂的投加量分别为30g/L和330mg/L时,处理3h时染料的脱色率、COD去除率和TOC去除率可分别达到82.10%,80.14%和74.2%.与传统Fenton试剂法相比,以Fe2O3/γ-Al2O3为催化剂的CWPO工艺具有矿化程度高和催化剂易回收再用的优点.     

焙烧温度对CO2-CH4重整制合成气NiO/γ-Al2O3催化剂性能的影响

采用水解-沉积法, 在不同焙烧温度下制备了cat-500、cat-600、cat-700和cat-800系列NiO/γ-Al₂O₃催化剂。XRD和H₂-TPR分析表明, 焙烧温度高于700 ℃, 活性组分与载体具有强烈的金属-载体相互作用(SMSI), 具体表现为活性组分前驱体以尖晶石NiAl₂O₄的形式存在。反应后催化剂的XRD、TG-DTG、TPH等表征结果表明, cat-700和cat-800试样的Ni晶粒尺寸分别为9.8和8.7 nm, 小于cat-500和cat-600试样(分别为15.7和13.6 nm), 分散性更好; 且催化剂表面积炭为丝状碳, 其不会导致催化剂失活, 但大量积累会引起床层压降升高, 影响催化剂的反应性能。cat-800试样110 h寿命试验表明, 高温焙烧制备的Ni基催化剂活性和稳定性均较高, CO₂转化率达95%左右, 失活速率仅为0.0536%/h。     

掺杂不同量Nd2O3对CeO2-ZrO2-Al2O3材料性能的影响

采用共沉淀法制备了一系列Nd2O3含量为0～13wt%的CeO2-ZrO2-A12O3(CZA)复合氧化物,并通过X射线衍射(XRD)、低温N2吸附–脱附、氧脉冲吸附(OSC)、H2–程序升温还原(H2-TPR)及扫描电子显微镜(SEM)等方法对所制备的材料进行了表征.研究结果表明,Nd2O3在CZA固溶体中的溶解限约为10wt%,过量Nd的添加会出现分相形成Nd0.5Ce0.5O1.75氧化物.掺杂适量Nd能有效抑制氧化物晶粒的长大,提高材料的热稳定性和氧化还原性能.Nd2O3的掺杂量为10wt%时,样品的织构稳定性最好,1000℃老化5 h后,比表面积和孔容分别达97.14 m2/g和0.44 mL/g.Nd2O3的掺杂量为7wt%时,样品有高的储氧量,经600℃和1000℃焙烧后储氧量分别为938.01μmol/g和821.72μmol/g;体相氧的移动能力最强,还原性能最佳,老化后还原峰温由465℃升高到483℃.SEM结果表明,所制备的材料均为球形颗粒,Nd2O3的添加可以有效阻止高温焙烧过程中粒子的团聚.     

单分散Fe3O4@SiO2/Au复合纳米颗粒的制备

制备了尺寸为30nm,具有磁响应的单分散Fe3O4@SiO2/Au核壳纳米颗粒,并研究其光学性质。首先利用热分解法制备油酸修饰的Fe3O4纳米粒子,再用反相微乳法制备Fe3O4@SiO2纳米粒子,最后利用表面修饰的氨基还原性,获得Fe3O4@SiO2/Au核壳复合纳米颗粒。分别用TEM、XRD、Zeta电位与粒度分析仪对产物形貌、结构、表面电位和粒径分布进行表征,用紫外-可见分光光度计对光学性质进行了测试。     

复合持续时间对P2O5-Al2O3异相复合玻璃结构和力学性能的影响

近年来,分相玻璃以其独特的结构以及优异的物理化学性质引起了广泛关注。本研究结合气动雾化加料和机械搅拌,采用熔融冷却法制备了纳米SiO₂-Na₂O高硅玻璃颗粒增强的P₂O₅-Al₂O₃玻璃。通过改变复合持续时间,研究了玻璃的结构与力学性能之间的关系。结果表明,异相复合玻璃的杨氏模量高于P₂O₅-Al₂O₃玻璃,并且随着复合持续时间由10s增大到8min,玻璃的杨氏模量呈现先升高后降低的趋势,在复合持续时间为6min时,杨氏模量达到最大值80.7GPa。相比于P₂O₅-Al₂O₃玻璃,杨氏模量提高了18%。引入SiO₂-Na₂O高硅玻璃颗粒不仅能够在基体玻璃中形成第二相,而且会改变P₂O₅-Al