铈锆钇氧化物固溶体的水热法制备及性能表征

采用水热法制备了Ce0.6Zr0.3Y0.1O1.95固溶体。采用XRD、分子荧光光度仪及透射电镜对其进行了表征,结果表明,Ce0.6Zr0.3Y0.1O1.95具有立方萤石结构,形成了单相的纳米级复合氧化物固溶体。将其作为固体酸催化剂应用于乙酸、正丁醇的酯化反应,考察了酸醇比、反应时间和催化剂重复使用等因素对乙酸转化率的影响,确定最优反应条件是:酸醇比1∶1,反应时间2.5 h,乙酸转化率为43.20%。作为一种固体酸,它具有较高的酸催化活性。催化剂易与反应液分离。反复使用几次后,其催化活性基本保持不变。     

固体酸SO_4~(2-)/C-TiO_2-La_2O_3的制备及其催化性能的研究

采用高温磺化法制备复合型稀土改性固体酸SO_4~(2-)/C-TiO_2-La_2O_3,以酸值为18.97 mg(KOH)/g地沟油与甲醇的酯化反应作为探针反应,考察La_2O_3含量、磺化温度、磺化时间对固体酸催化剂SO_4~(2-)/C-TiO_2-La_2O_3酸位中心的影响。结果表明,制备催化剂SO_4~(2-)/C-TiO_2-La_2O_3的最佳条件:La_2O_3的含量为3%、磺化温度为200℃、磺化时间为10 h,在此条件下催化地沟油与甲醇发生酯化反应的酯化率最高可达到91.42%。利用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、比表面积、热重分析、能谱分析等手段对固体酸催化剂进行表征,结果表明,同时加入La_2O_3和TiO_2,可增加催化剂的酸位中心的数量、提高催化剂的稳定性、增强催化剂的催化性能。     

用氧化镧改性硫酸钛

硫酸钛掺杂La2O3后经高温焙烧制得一类稀土改性固体酸,用吸附吡啶的红外光谱表征其表面酸的性质,用合成丙酸丁酯的酸催化反应考察其催化活性。结果表明:固体酸中引入稀土元素,使得催化剂表面在保持Bronsted酸中心的同时,产生了新的Lewis酸中心;利用稀土的引入量不但可以调节固体酸表面B/L酸的比例,而且能提高固体酸中B酸的热稳定性。在催化合成丙酸丁酯化反应中,改性后的固体酸不但具有更好的酸催化活性,稀土含量少、反应后沉降快、易分离和回收、可重复使用多次,容易再生等优点,而且大大简化了反应的后处理工艺、产物无色、清亮透明。并获得催化剂制备优化条件为:镧含量5%,焙烧温度400℃。稀土改性后的固体酸是一种环境友好催化剂。     

Ce离子改性对Cu-SSZ-13催化剂NH3-SCR反应性能的影响研究

Cu-SSZ-13催化剂已被证实是高效NH₃-SCR催化剂。然而,其经过严重水热老化(950℃)后仍会导致不可逆失活。本文通过考察引入的第二活性金属(Ce)离子浓度对Cu-SSZ-13催化剂的活性位性质及其催化活性的影响,揭示了活性位与催化活性之间的关系。结果表明,Cu-SSZ-13中引入的Ce离子并不会成为NH₃-SCR反应的活性中心,而仅起到调节Cu活性位和表面酸性位的位置和数量的作用。通过XPS、H₂-TPR、NH₃-TPD和活性分析结果可知,低铈负载(约0.2%)下,少量的Ce可进入离子交换位点,有助于稳定SSZ-13骨架结构和抑制CuO_x团簇生成的作用(950℃老化后劣化率仅为6%),还能实现高铜负载(Cu负载量为3.01%)与丰富的L酸、B酸位,从而使其具有高的NO转化率、更宽的NO反应温度窗口和优异的水热稳定性。而引入过量的铈离子对Cu-SSZ-13的催化活性和水热稳定性产生不利影响,导致SCR性能下降。     

二氧化硅负载的硫酸高铈固体酸催化剂上的缩合反应

通过溶胶-凝胶法和浸渍法制备了二氧化硅负载的硫酸高铈[Ce( SO4 )2/SiO2]固体酸催化剂,研究了乙酰乙酸乙酯和1,3 -丁二醇的缩合反应,考察了催化剂的焙烧温度、硫酸高铈的负载量、催化剂的浓度、原料摩尔比、反应时间对反应的影响.结果表明,与四水硫酸高铈相比,二氧化硅负载的硫酸高铈[ Ce( SO4 )2/SiO2]固体酸催化剂在乙酰乙酸乙酯和1,3 -丁二醇的缩合反应中具有较高的催化活性和良好的稳定性.最佳条件为:焙烧温度为500℃、乙酰乙酸乙酯和1,3 -丁二醇摩尔比为1∶1.2、硫酸高铈的负载量为15.0％、催化剂占乙酰乙酸乙酯的质量分数为7.5％、回流反应时间120 min,此时苹果酯的收率可达95.5％.     

稀土固体超强酸Gd3+- SO2-4/ZrO2催化合成乙酸正丁酯

采用乙酸、正丁醇为原料,以固体超强酸Gd3+ -SO2-4/ZrO2作为催化剂,催化合成乙酸正丁酯.用固体超强酸Gd3+ -SO2-4/ZrO2和SO2-4/ZrO2进行催化活性对比试验,考察浸渍硫酸浓度、浸渍时间、焙烧温度对催化剂活性的影响以及原料酸醇比、反应时间、催化剂用量对酯化率的影响,从而确定固体超强酸的最佳制备条件.试验结果表明:在反应温度105～110℃,催化剂用量1.5g,n(正丁醇)∶n(乙酸)=2.5∶1,反应时间2.5h条件下,酯化率可达98.86％;催化剂重复使用效果明显;加Gd3+的固体超强酸的催化活性明显增强.     

稀土固体超强酸Gd3+-SO2-4/ZrO2催化合成乙酸正丁醋

采用乙酸、正丁醇为原料,以固体超强酸Gd3+-SO24-/ZrO2作为催化剂,催化合成乙酸正丁酯。用固体超强酸Gd3+-SO42-/ZrO2和SO24-/ZrO2进行催化活性对比试验,考察浸渍硫酸浓度、浸渍时间、焙烧温度对催化剂活性的影响以及原料酸醇比、反应时间、催化剂用量对酯化率的影响,从而确定固体超强酸的最佳制备条件。试验结果表明:在反应温度105～110℃,催化剂用量1.5g,n(正丁醇)∶n(乙酸)=2.5∶1,反应时间2.5h条件下,酯化率可达98.86%;催化剂重复使用效果明显;加Gd3+的固体超强酸的催化活性明显增强。     

独居石负载钼氧化物催化材料制备及其NH3-SCR脱硝性能研究

使用浸渍法制备独居石负载钼氧化物的催化剂，并对其进行表征和NH₃-SCR脱硝性能测试。结果表明，当脱硝反应温度为400℃时，Mo/Ce物质的量之比为0.3的复合催化剂的NO转化率达到75%。独居石增大了催化剂的比表面积；负载金属氧化物均匀分散在独居石表面，形成了Ce³⁺/Ce⁴⁺、Mo⁵⁺/Mo⁶⁺共存的状态，能促进电子转移，生成氧空位和不饱和化学键，有利于独居石表面活性位点的增多。相对于纯独居石，复合催化剂的氧化还原能力和NH₃的脱附活化能力均有所提升，但主要集中在高温范围内，低温段脱硝效率提升相对较小。     

硅钨杂多酸制备、表征及催化油酸酯化反应合成生物柴油活性研究

采用硝酸酸化-乙醚萃取法制备了一种硅钨杂多酸催化剂,应用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射(XRD)、程序升温脱附(NH₃-TPD)、热重分析(TG)等手段对催化剂进行了表征,并以甲醇和油酸为反应物,研究了所制备的硅钨杂多酸在催化酯化反应时的活性,考察了催化剂用量、反应时间、反应温度等反应参数对酯化反应产品收率的影响.结果表明:当甲醇与油酸的质量比为3:2,催化剂用量为反应物总质量的1.4 %,反应时间为3.5 h,反应温度为65 ℃时,油酸甲酯的收率最高,为96.45 wt%.      

磷钨酸铈催化合成棕榈酸甲酯

采用磷钨酸铈作为催化剂,在反应温度67℃,合成棕榈酸甲酯反应,研究了不同酸醇摩尔比、催化剂用量、反应时间对棕榈酸转化率的影响,并在最佳反应条件的基础上研究催化剂的循环利用工艺。研究结果表明,酸醇摩尔比为1∶12,催化剂用量为棕榈酸质量的9%,回流反应4小时,实现了磷钨酸铈催化剂重结晶循环利用,催化剂循环催化酯化反应10次,棕榈酸转化率均达到96%以上。反应前后的磷钨酸铈催化剂经IR和XRD表征发现其结构未发生改变,均为Keggin型结构。     

稀土镧改性磷钨杂多酸盐催化油酸与甲醇酯化反应合成生物柴油活性研究

以H ₃PW ₁₂O ₄₀和La(NO ₃) ₃为原料,通过离子交换法制备一种稀土镧改性磷钨杂多酸盐催化剂.通过扫描电镜、红外光谱和X射线粉末衍射等表征方法,对合成的催化剂的物理及化学性能进行分析,进而通过以油酸和甲醇为反应物的酯化反应,对其催化活性进行研究.结果表明:稀土镧已经导入磷钨杂多酸的骨架结构,并与杂原子P形成配位键,有效提高磷钨杂多酸的比表面积和孔径;合成的催化剂具有完整的Keggin型结构;当反应温度为62 ℃,油酸与甲醇摩尔比为1∶6,反应时间为4.5 h,催化剂用量为反应物质量的2.5 %,油酸的转化率可达88.0 %.      

Cerium modified Y/SBA-15 composite molecular sieve catalyzed synthesis of n-butyl acetate

A novel Ce-Y/SBA-15 catalyst was prepared by modifying HY/SBA-15 microporous-mesoporous composite molecular sieve with cerium using the impregnation method. The characterization results from scanning electron microscopy/energy dispersive X-ray dispersive spectroscopy(SEM/EDS), transmission electron microscopy(TEM), and X-ray fluorescence(XRF) studies indicated that the Ce-modified catalyst maintained the microporous-mesoporous structure of Y/SBA-15. The Ce ions were found to be uniformly dispersed in the pores of the molecular sieve without aggregation. The results from pyrolysis coupled-Fourier transform infrared spectroscopy(Pyridine-FTIR) and temperature programmed desorption of ammonia(NH3-TPD) showed that the loading of cerium caused the hydroxyl group in the catalyst to display stronger Bronsted acidity. The efficiency of the modified Ce-Y/SBA-15 catalyst was evaluated by using it to catalyze the synthesis of n-butyl acetate. The optimal synthesis conditions were determined by orthogonal experiments. The highest esterification yield of 94.4% was obtained when the reaction time was 2.0 h, with acid/alcohol molar ratio of 1:1.2, and catalyst loading of 10 wt.%. The results in this study demonstrated that the loading of cerium and the structure of Y/SBA-15 microporous-mesoporous composite molecular sieve helped in improving the catalytic activity of this acidic catalyst.     

Bifunctional mixed rare earth solid catalyst for biodiesel production from acid palm oil

Solid mixed rare earth catalysts(MREEs) were synthesized by co-precipitation of raw mixed rare earth hydroxide cake obtained from monazite ore processing at different pH values(6,7 and 12).The wavelength dispersive X-ray fluorescence spectroscopy(WDXRF) results show that MREEs catalyst coprecipitated at pH 12 contain high contents of active Ce,Nd,La and Y for facilitating both esterification and transesterification reactions.The synthesized MREE by co-precipitated at pH 12 and calcined at300℃ po...     

Effects of Light Rare Earth on Acidity and Catalytic Performance of HZSM-5 Zeolite for Catalytic Cracking of Butane to Light Olefins

The effects of rare earth（RE）on the structure,acidity,and catalytic performance of HZSM-5 zeolite were investigated.A series of RE/HZSM-5 catalysts,containing 7.54% RE（RE=La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu or Gd）,were prepared by the impregnation of the ZSM-5 type zeolites（Si/Al=64：1）with the corresponding RE nitrate aqueous solutions.The catalysts were characterized by means of FT-IR,UV-Vis,NH3-TPD,and IR spectroscopy of adsorbed pyridine.The catalytic performances of the RE/HZSM-5 for the catalytic cracking of mixed butane to light olefins were also measured with a fixed bed microreactor.The results revealed that the addition of light rare earth metal on the HZSM-5 catalyst greatly enhanced the selectivity to olefins,especially to propylene,thus increasing the total yield of olefins in the catalytic cracking of butane.Among the RE-modified HZSM-5 samples,Ce/HZSM-5 gave the highest yield of total olefins,and Nd/HZSM-5 gave the highest yield of propene at a reaction temperature of 600℃.The presence of rare earth metal on the HZSM-5 sample,not only modified the acidic properties of HZSM-5 including the amount of acid sites and acid type,that is,the ratio of L/B（Lewis acid/Brnsted acid）,but also altered the basic properties of it,which in turn promoted the catalytic performance of HZSM-5 for the catalytic cracking of butane.     

甲烷磺酸镧在酯化反应中的催化活性

合成了甲烷磺酸镧,用红外、热重分析对其进行表征。热重分析结果表明所合成的甲烷磺酸镧分子中含四个结晶水,La2O3含量的实测值与理论计算值基本相符。以甲烷磺酸镧为催化剂,研究了其催化氯乙酸与异丙醇酯化反应中各种因素对酯化率的影响。反应条件为:醇酸摩尔比1.2∶1,催化剂用量1.0%(以酸的摩尔数计量),反应时间2.5h,反应温度为回流温度,苯作为带水剂,最高酯化率可达95.5%。与其它Lewis酸催化剂比较,甲烷磺酸镧的催化活性最好。     

钨钼混配型杂多酸盐催化剂上酯化反应条件的优化研究

以Na2WO4·2H2O和 Na2MoO4·2H2O为原料,通过硝酸酸化-乙醚萃取法制备了一种钨钼混配型杂多酸盐催化剂（Na4SiMoW12O40·xH2O）.应用X射线荧光光谱对合成的催化剂的元素组成进行了分析;通过红外光谱对其的官能团结构进行了分析;借助热重分析对其的热稳定性进行了研究.并以正丁醇和乙酸为反应物,研究了所制备的钨钼混配型杂多酸盐在催化酯化反应时的活性和稳定性.通过正交试验[L9（3）4]对影响乙酸正丁酯收率的关键影响参数进行了优化,包括催化剂与反应物的质量比、反应时间和温度、以及正丁醇与乙酸的摩尔比.结果表明：当反应时间为120 min,反应温度为90℃,催化剂用量为0.4 g,醇酸摩尔比为2∶1,酯化效果最好,达到93.24 wt%.     

固体超强酸S_2O_8~(2-)/TiO_2-WO_3的制备及其催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了固体超强酸S2O82-/TiO2-WO3,并对其进行了XRD与IR表征,用乙酸乙酯合成模型反应考察了其催化性能,系统研究了WO3的含量、焙烧温度等制备条件对S2O82-/TiO2-WO3性能的影响。实验表明:在(NH4)10W12O41.xH2O质量分数为5.0%、焙烧温度为500℃条件下通过溶胶-凝胶法制备的固体超强酸S2O82-/TiO2-WO3,其载体为微细且晶格不太完整的锐钛矿型TiO2,比表面积较大,具有比浸渍法制备的SO42-/TiO2更高的硫含量和更强酸性,并具有较高的催化酯化活性和稳定性,在反应条件为:醇酸摩尔比1.48∶1、催化剂用量为冰醋酸的6.0%、反应时间2.0h,乙酸转化率可达74.1%(不加分水器)。催化剂在无需任何再生的条件下重复使用,活性下降趋势平缓,显示良好的稳定性。     

稀土固体超强酸SO42-/SnO2- Nd2O3催化合成棕榈酸甲酯

采用溶胶-凝胶法制备稀土固体超强酸催化剂SO4-/SnO2- Nd2O3,以工业棕榈酸和甲醇为原料催化合成棕榈酸甲酯.考察了氧化钕添加量、焙烧温度、硫酸浓度、醇酸质量比、催化剂用量和反应时间对酯化反应的影响.结果表明,当氧化钕添加量为5％,以2.0 mol/L硫酸浸渍后,于550℃下焙烧3h制备的催化剂性能最好.正交实验结果表明,合成棕榈酸甲酯的优化条件为:醇酸质量比为15∶25,催化剂用量为棕榈酸质量的6.0％,反应时间5h.在此条件下,酯化率为90.1％.     

SBA-15负载型磷钨杂多酸催化剂的结构表征

以介孔二氧化硅(SBA-15)为载体,通过浸渍法制备了负载量为40%(质量分数)的磷钨酸催化剂(简记为HPW/SBA-15),对催化剂HPW/SBA-15的结构和热稳定性进行了表征。结果表明,HPW/SBA-15具有介孔特性,比表面积达475.7 m2/g。HPW分子与SBA-15表面之间存在强烈的相互作用,负载到载体SBA-15上后,HPW结构没有发生变化;负载后,HPW热稳定性大大提高,在N2保护下加热至700℃时其结晶水并未完全失去。