纳米级SO_4~(2-)/γ-Al_2O_3型固体超强酸催化剂的制备与表征

以γ-Al_2O_3为载体,(NH_4)_2SO_4为浸渍液,考察不同浸渍液浓度、浸渍时间、焙烧温度条件下制备SO_4~(2-)/γ-Al_2O_3催化剂,并对所得催化剂进行红外光谱分析。以催化乙酸和正丁醇为探针反应,得到催化性能最佳的制备条件,最后通过FT-IR、比表面积测定、SEM、XRD、TG等对SO42-/γ-Al_2O_3的结构和催化活性进行了表征分析。     

稀土复合催化剂的制备及催化湿式氧化性能

以550℃焙烧的拟薄水铝石为载体,Fe(NO_3)_2·9H_2O和Ce(NO_3)_2·6H_2O为前驱体,通过等体积浸渍法制备负载型Fe_xCe_(1-x)/γ-Al_2O_3(x=0,0.5,1)复合催化剂,通过SEM、TEM表征Fe/γ-Al_2O_3、Ce/γ-Al_2O_3及Fe_(0.5)Ce_(0.5)/γ-Al_2O_3催化剂,并考察Fe_(0.5)Ce_(0.5)/γ-Al_2O_3复合型催化剂分别在160、180、200和220℃反应温度条件下陶瓷印花废水的降解性能。结果表明:Ce改性后的Fe_(0.5)Ce_(0.5)/γ-Al_2O_3催化剂表面颗粒分布均匀,颗粒大小约为30 nm,在200℃反应温度条件下陶瓷印花废水的脱色率高达99.1%,色度为70倍,达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中染料类废水的二级排放标准。     

氯苯硝化反应固体酸催化剂的制备及性能

讨论了氯苯硝化反应用催化剂、硫酸溶液浸渍γ-Al_2O_3的制备,考察了硫酸浓度、浸渍时间、焙烧温度对催化剂活性及选择性的影响。     

磁性固体酸催化制备高羟值植物油基多元醇

以ZrOCl_2·8H_2O和纳米Fe_3O_4为原料,用共沉淀法制备了ZrO_2/Fe_3O_4载体,并以浸渍法将SO_4~(2–)负载于ZrO_2/Fe_3O_4载体上作为活性中心,制得SO_4~(2–)/ZrO_2/Fe_3O_4催化剂。利用FTIR、EDS、XRD等对催化剂的组成、结构、表面酸性、磁性能进行了表征。将此磁性固体酸催化剂应用于甘油作为开环剂的环氧大豆油制备多元醇反应体系中,考察了催化剂用量、温度、反应时间等对开环转化率及产物羟值的影响。结果表明,最佳反应条件为:催化剂用量为环氧大豆油质量的1%,反应温度80℃,反应时间6 h。在该条件下环氧大豆油开环转化率达99%,产物羟值达365 mg KOH/g。     

高温液态水中固体酸SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化果糖制备5-HMF

采用共沉淀-浸渍法制备了SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3固体酸催化剂,利用FT-IR,XRD,Hammett指示剂等分析方法对催化剂的结构及酸性进行了表征。在高温液态水中,以制备的SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3固体酸为催化剂,研究了果糖脱水制备5-HMF的反应。在反应温度为220℃、反应时间为30 min、催化剂用量为果糖用量的5 wt.%的条件下,5-HMF的产率最高达76.8%。果糖降解的活化能为42.44 k J/mol。     

Fe掺杂对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3异丁烷脱氢催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备不同Fe含量的Fe(x)-γ-Al_2O_3复合氧化物载体,并采用真空浸渍法制备了Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂。对制备的催化剂进行XRD、N_2物理吸附-脱附和NH_3-TPD表征,研究Fe的掺杂对Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂的结构及其催化异丁烷脱氢反应性能的影响。结果表明,Fe的引入可以改变催化剂的反应活性和产物选择性,当Fe_2O_3掺杂质量分数为4%时,催化剂具有最高的异丁烯收率,50 h的平均收率达到42.9%。     

SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸的制备及催化性能

采用沉淀浸渍法制备了SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸催化剂,利用Hammett指示剂、红外光谱仪和粉末X射线衍射仪对其进行表征。以乙酸正丁酯的合成为探针反应,考察硫酸浸渍浓度、焙烧时间和焙烧温度对其催化活性的影响。结果表明,SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸具有较好的催化活性,当硫酸浸渍浓度为1.0mol·L~(-1)、焙烧温度为600℃、焙烧时间为3h时,SO_4~(2-)/ZrO_2超强酸的催化活性最高,酯化反应的酯化率达到97%。     

KOH/γ-Al_2O_3高效催化碳酸乙烯酯酯交换合成乙二醇的研究

以γ-Al_2O_3为载体,用浸渍法制备出KOH/γ-Al_2O_3催化剂,利用X射线衍射、N_2吸附-脱附和红外光谱对催化剂进行了表征,以甲醇与碳酸乙烯酯(EC)的酯交换反应作为探针实验,考察了不同活性组分、浸渍方法、浸渍液浓度、焙烧温度等不同条件制备的催化剂对产物乙二醇(EG)收率的影响。实验结果表明,以KOH为活性组分,采用过量浸渍法,焙烧温度为500℃,浸渍液浓度为20%制备的KOH/γ-Al_2O_3催化剂活性最优,乙二醇的收率达到74.3%。     

ZrOCl_2-H_2SO_4/γ-Al_2O_3催化剂的制备及对1-丁烯齐聚反应的催化性能

以γ-Al_2O_3为载体,负载Zr OCl_2和H_2SO_4制备Zr OCl_2-H_2SO_4/γ-Al_2O_3催化剂,并用于1-丁烯齐聚反应。采用气相色谱在线分析,确定产物组成,考察制备条件对催化剂催化活性的影响,通过1-丁烯转化率和主产物选择性确定适宜的反应条件。结果表明,在Zr OCl_2和H_2SO_4负载质量分数为4.5%和焙烧温度500℃条件下制备的催化剂,在反应温度140℃、1-丁烯液时空速2 h-1和N2分压1.4 MPa条件下,表现出较好的催化活性,1-丁烯转化率96.77%,产物以二聚体(C8)为主,选择性85.99%。该催化剂失活后容易再生,且催化活性良好,1-丁烯转化率92.73%,C8选择性86.73%。     

钆复合固体超强酸SO42-/TiO2-Gd2O3催化合成松香甘油酯

采用沉淀浸渍法制备了复合固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-Gd_2O_3,并用以催化合成了松香甘油酯,利用Hammett指示剂法、傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)进行了催化剂性能表征。通过单因素实验、L_9(3~4)正交试验优化出催化剂制备及酯化反应工艺条件为:硫酸浓度为0.5 mol/L、Gd质量分数为2%、焙烧温度450℃、焙烧时间3 h、催化剂SO_4~(2-)/TiO_2-Gd_2O_3质量分数为1.0%(以松香质量为基准)、酯化反应时间5 h。松香甘油酯的酸值为9.87 mgKOH/g,酯化率达94.13%。     

催化湿式氧化中负载型催化剂制备

采用浸渍法制备了负载型催化剂CuO/γ-Al_2O_3和Fe_2O_3/γ—Al_2O_3,以甲基橙为代表化合物,考察了制备因素对催化活性的影响,结果表明,CuO/γ-Al_2O_3的活性高于Fe_2O_3/γ-Al_2O_3,催化湿式氧化甲基橙2 h,脱色率接近100%。正交试验和稳定性研究表明,焙烧温度对催化活性影响较大,350℃焙烧,催化剂活性组分Cu溶出较少,且重复使用情况较好。采用SEM和XRD等手段对CuO/γ-Al_2O_3进行表征,发现其活性组分分散度良好。     

固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3的制备及其酯化性能研究

采用化学共沉淀法制备出了三元固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3,并通过合成乙酸乙酯的酯化探针反应考察了影响SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3三元固体酸催化剂催化活性的制备因素。结果表明SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3固体超强酸催化剂的最佳制备条件为:组分比例n(V_2O_5)∶n(TiO_2)∶n(La_2O_3)=1∶1∶1,焙烧温度500℃,焙烧时间3 h,乙酸乙酯合成酯化率为98.31%。     

固体超强酸SO_4~(2-)/Fe_2O_3催化法合成乙酸异戊酯

用(NH_4)_2SO_4·Fe_2(SO_4)_3·24H_2O直接焙烧的方法制备了固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/Fe_2O_3,并催化合成了乙酸异戊酯,考察了固体酸催化剂的最佳合成条件。实验表明：最佳焙烧温度为550℃,最佳焙烧时间为4h。当催化剂用量为2g,乙酸、异戊醇物质的量的比为2．6：1,回流时间2h时,乙酸转化率为76．6%。     

催化臭氧化处理抗生素废水催化剂的制备

采用浸渍法制备催化剂,考察了活性组分、载体种类、浸渍液金属离子含量及配比、焙烧温度和时间等因素对催化剂活性的影响,以筛选出活性较高的催化剂,并对催化剂进行了表征。结果表明,在浸渍液Cu~(2+)浓度1.25mol/L,Fe~(3+)、Cu~(2+)浓度比为1:1,焙烧温度500℃、时间5 h条件下制备具有较高的活性的Cu O-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂,连续7次循环使用后,COD去除率稳定,可达44%以上,且铁铜离子量浸出较少,证明其具有良好的稳定性。在优化条件下制备的Cu O-Fe_2O_3/γ-Al_2O_3,与载体γ-Al_2O_3相比,催化剂比表面积、孔容有所减少,孔径增加,负载的活性组分Cu O、Fe_2O_3的质量分数分别为9.676%、10.84%。     

苯胺、甲醛、尿素和甲醇“一锅法”合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯反应研究

使用浸渍法制备H_4SiW_(12)O_(40)/γ-Al_2O_3催化剂,实现了以苯胺、甲醛、尿素和甲醇为原料"一锅法"合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)反应。考察了H_4SiW_(12)O_(40)/γ-Al_2O_3的制备条件对其催化性能的影响及反应条件对"一锅法"合成MDC反应的影响。结果表明,H_4SiW_(12)O_(40)负载量40%和150℃下焙烧3 h条件下制备的H4Si W_(12)O_(40)/γ-Al_2O_3具有较高的催化活性。确定出"一锅法"合成MDC适宜反应条件为:苯胺、甲醛、尿素与甲醇的摩尔比为3:1:4.5:50,H_4SiW_(12)O_(40)/γ-Al_2O_3催化剂用量为2.5%(wt),先投入苯胺和甲醛于120℃下反应3 h,然后加入尿素的甲醇溶液,在180℃下反应4 h后降温排氨,再在180℃下继续反应2 h。在此条件下,苯胺转化率为77.4%,MDC收率为10.8%。最后,对"一锅法"合成MDC反应体系进行了定性分析,建立了"一锅法"合成MDC的反应网络。     

固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2/La~(3+)催化剂的制备和催化性能的研究

采用共沉淀法制备固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2/La~(3+),并通过十四酸正丁酯酯化反应的酯化率考察催化剂制备因素对催化活性的影响。结果表明固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2/La~(3+)催化剂的最佳制备条件为:沉淀pH=9、n(La~(3+)/Ti~(2+))=1∶6、硫酸浸渍浓度为1.8 mol/L,焙烧温度为500℃、焙烧时间为3 h,十四酸正丁酯合成的平均酯化率均98%。     

常温催化去除封闭体系空气中一氧化碳的研究

考察催化氧化CO的Au/Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂,在不同焙烧温度、质量、温度、湿度下活性的变化,以此筛选能使Au/Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂保持高活性、好的稳定性、实用型强等性能的反应条件。另外,用同样的实验步骤再次制备Au/Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂,考察催化剂重复利用性。研究结果表明,300℃焙烧的催化剂具有良好的活性;密闭舱中催化剂的用量需要根据风机的功率和催化剂的空速来确定;密闭舱中湿度为50%时,催化剂能表示出较好的催化性能;密闭舱中温度低也能增强催化剂的催化性能,本实验中,14℃时催化剂表现出较高的活性。     

NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂的制备及其评价

以NiCl_2·6H_2O为前驱体、(NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O和FeCl_3·6H_2O为助剂,通过浸渍、焙烧和NaBH_4还原制备高活性的NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂。采用糠醛液相催化加氢为探针反应对其活性进行了评价。与NiMoB/γ-Al_2O_3相比,NiMoFeB/γ-Al_2O_3催化剂表现出更高的加氢活性和选择性,即使在较低温度60℃和5.0MPa条件下,加氢反应3.0h,糠醛转化率接近100%。考察Fe掺杂量和活性组分的负载顺序对催化剂活性的影响。结果表明,适宜的Fe掺杂量Mo+Ni与Fe原子比为20:1,Mo、Ni和Fe前驱体盐同时负载于γ-Al_2O_3时,催化剂活性最高。XRD研究表明,NiMoFeB/γ-Al_2O_3为无定形结构,活性组分在载体上分散均匀,具有良好的热稳定性。     

负载型铜铁催化剂直接催化分解N_2O的研究

利用等体积浸渍法制备了不同组成的CuFeO/γ-Al_2O_3复合氧化物催化剂,通过催化分解N_2O的活性评价结果确定催化剂的最佳Cu-Fe原子质量比为2∶1、最佳负载量为25%。通过XRD、BET、H_2-TPR等表征手段对催化剂的结构进行研究。结果表明,Cu_2Fe_1O/γ-Al_2O_3催化剂表面的CuO结晶度较小且高度分散,具有较大的比表面积;相比其他CuFeO/γ-Al_2O_3复合氧化物催化剂和单组分CuO/γ-Al_2O_3催化剂,Cu_2Fe_1O/γ-Al_2O_3还原能力更强,故表现出更强的N_2O催化分解能力。考察了N_2O质量分数、O_2体积分数、空速等反应条件对Cu_2Fe_1O/γ-Al_2O_3活性的影响。在515℃高温条件下连续反应100 h,N_2O转化率保持在90%左右,表明Cu_2Fe_1O/γ-Al_2O_3催化剂具有良好的热稳定性。     

Fe/γ-Al2O3湿式催化氧化降解甲基橙的研究

以γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍硝酸铁的方法,经过静置、干燥、焙烧,制备了Fe/γ-Al_2O_3催化剂。以甲基橙溶液作为模拟印染废水进行湿式催化氧化实验。考察了湿式催化氧化反应条件pH、催化剂投加量、催化反应时间、氧化剂投加量等对甲基橙废水处理效果的影响。实验结果表明:粒度为40～60目的γ-Al_2O_3经过0.1 mol/L的硝酸铁溶液浸渍,静置12 h,80℃的恒温干燥箱中干燥2 h,于350℃马弗炉中焙烧3 h,制备的Fe/γ-Al_2O_3催化剂,在湿式催化氧化反应温度为27℃、pH为7、催化剂投加量为300 mg、氧化剂30%过氧化氢溶液5 mL、反应时间90 min时,甲基橙溶液模拟废水降解率达到83.49%。