碳纳米管负载Fe2O3催化剂的制备及其乙苯脱氢催化活性

采用FeSO4-H2O2体系对碳纳米管氧化修饰的同时,氢氧化铁被吸附在碳纳米管管壁上,然后分别通过氢气、氮气、空气在723K下处理2h,制备了碳纳米管负载的γ-Fe2O3催化剂、γ-Fe2O3和α-Fe2O3复合催化剂和非晶态Fe2O3催化剂。采用XRD、TEM和TG-DSC表征了催化剂结构,采用连续流动乙苯气相脱氢生成苯乙烯反应对催化剂性能进行评价,结果表明：热处理条件对催化剂乙苯脱氢的催化性能影响明显,碳纳米管负载的晶态Fe2O3纳米催化剂对乙苯脱氢具有高的活性与选择性。     

行业信息

<正>我国首套乙苯脱氢制苯乙烯装置成功运行山东省菏泽玉皇化工有限公司的年产20万吨苯乙烯装置经过了两个月的平稳运行,于2009年12月份获得成功。该装置采用直接烃化制乙苯继而脱氢制苯乙烯的新工艺,各项工艺指标达到或超过了设计值,苯乙烯纯度大于99.9%,产量可达设计能力的110%。     

Carbon第32卷（1994）题录

Ｃａｒｂｏｎ第３２卷（１９９４）题录Ｎｏ．１页名称２ＫＣ２声子谱和超导临界温度的计算１１各向异性沥青及其制得炭纤维的表征第一部分：吹气法制备２３用石墨和活性炭催化乙苯氧化脱氢制苯乙烯３１石油焦的核磁共振Ｉ：用磁共振法进行氢的弛豫研究和定量分析４１石油...     

羰基化石墨片催化丙烷氧化脱氢制丙烯

以资源丰富的石墨片为原材料, 通过简单的气相氧化处理制得羰基化石墨片, 并发现羰基化石墨片可以高选择性催化丙烷氧化脱氢制丙烯: 当丙烷转化率为12.4%时, 丙烯的选择性高达73.9%, 且副产物乙烯的选择性为13%。羰基化石墨片优良的烯烃选择性远超利用相同气相氧化处理的碳管, 并且可以媲美目前催化性能最优的六方氮化硼材料。催化剂具有良好的稳定性, 在505 ℃的反应温度下, 经过48 h的氧化脱氢反应测试后, 催化剂性能无明显的衰减。多种表征技术表明: 气相氧化处理不会破坏石墨片的结构, 且保留了石墨自身的高温抗氧化性, 而经过气相氧化处理羰基官能团的比例大幅度提高, 羰基作为活性位与丙烷中的氢原子发生反应, 自身形成羟基而丙烷则转换为丙烯, 羟基在高温下与氧原子反应生成为羰基, 从而完成催化剂的重生, 继续下一个循环。这种发生在催化剂表面的可控催化方式, 保证了丙烷氧化脱氢过程中选择性生成丙烯, 避免了深度氧化。另外, 石墨材料的来源广泛, 成本低, 作为催化剂可以极大地推动丙烷氧化脱氢的工业化。     

固载化羟肟酸过渡金属配合物催化氧化乙苯的性能

采用付-克烷基化反应,使水杨羟肟酸(SHA)键合到氯甲基化聚苯乙烯微球(CMCPS)表面,制得SHA功能化聚苯乙烯微球(SHA/CPS);再以SHA/CPS为配体,与过渡金属离子M(Co(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅱ))配位,制备了M-SHA/CPS配合物固体催化剂。研究了M-SHA/CPS在氧气非均相氧化乙苯中的催化行为。结果表明,M-SHA/CPS可有效地催化分子氧氧化乙苯。中心金属离子的电子结构对配合物催化性能有较大影响,其中Fe-SHA/CPS对乙苯氧化为EBHP的催化活性和选择性最高,在100℃下EBHP的含量高达14%。催化剂浓度、助剂四甘醇浓度和温度对Fe-SHA/CPS催化剂的活性和选择性有较大影响。此外,Fe-SHA/CPS具有较好的重复使用性。     

化学气相反应合成单分散性碳纳米管研究

采用液相注入的化学气相流催化反应,在乙醇为碳源和二茂铁为催化剂的反应系统中加入微量的水,在氩气流中高产率合成出具有氧化基表面、高结晶度和大内管径的多壁碳纳米管.此方法合成的碳管可高浓度分散于乙醇、苯、甲苯、二甲苯、正己烷等有机溶剂中.高分辨电镜观察碳管端部呈开口状,碳管表层部分有缺陷,但管内碳层完整、排列整齐、呈高度结晶态.光电子能谱(XPS)分析测得碳管表面有碳氧键.由此可知,在反应系统中加入微量的水一方面活化了催化剂、提高了碳管产率,另一方面产生了氧化的碳管表面.对碳管进行氧化处理获得可分散纳米碳管是实现其众多应用的关键步骤,常规采用酸处理氧化或热氧化等后续处理方法,但这些处理常常导致破坏结晶性,降低材料性能.本工作采用一步法高产率合成出具有氧功能化表面的、可分散、高结晶度的碳纳米管,这对碳管的制备及相关应用具有重要意义.     

失效AB5型贮氢合金电极材料在制备纳米碳管中的应用

纳米碳管是一种性能优异的新型功能材料.利用循环失效后的AB5型贮氢合金电极材料作为反应催化剂、乙炔气体作为原料气体通过CVD法制备出多壁纳米碳管,研究了经过破碎、清洗、氧化处理后的失效AB5型贮氢合金电极材料在合成纳米碳管中的催化性能,讨论了不同氧化温度处理催化剂对纳米碳管产率、形貌和结构稳定性的影响.结果表明,氧化处理温度对催化剂的催化效能有明显的影响,600℃为最佳氧化处理温度.以氧化处理后的失效AB5型贮氢合金电极材料作为催化剂制备碳纳米管,方法简单易行,为废旧镍氢电池负极材料的回收再利用提供了一种新的思路.     

载气种类对单壁碳纳米管管径的影响研究

单壁碳纳米管的管径对其性能、特别是储氢性能有极其重要的影响,但至今未见制备过程中系统控制单壁碳纳米管管径的报道.本文分别以氦气、氮气和氩气为载气,采用催化裂解法制备了不同直径范围的单壁碳纳米管.HRTEM和Raman光谱分析表明,以氦气、氩气为载气制得的碳管直径分布范围相对较窄,平均直径分别约为1.6和5.0nm.以氮气为载气时碳管直径分布相对较宽,约为2.0～4.5nm.氮气与碳反应生成氮化碳可能是导致单壁碳纳米管直径分布相对较宽的主要原因.分别以氦气、氮气和氩气为载气制得的单壁碳纳米管,在273K,15MPa时质量储氢分数依次为4.21%、6.30%和8.05%.     

溶胶玻璃原位合成碳纳米管的研究

目前，碳纳米管的各种制备方法如电弧法、激光消融法、催化热解法及化学气相沉积法等，都是在500～3500℃温度范围内经由气固相接触表面合成的，从而使反应的深度和广度都受到了限制．利用固相热解法尝试在溶胶玻璃中原位合成碳纳米管，该方法可以使反应在整个固相范围内同时发生，而不只是在气固相的表面合成．在制备样品的过程中采用了溶胶-凝胶法，成功地将碳源(乙酰丙酮)和催化剂(硝酸钴)均匀地分散在SiO，溶胶玻璃中，制备了纳米级的复合材料．另外，选择了乙酰丙酮作碳源，将碳纳米管的合成温度降到了400℃，实现了在低温固相条件下原位合成碳纳米管．最后通过TEM对生成的纳米碳管进行表征．     

四氧化三铁/碳纳米管复合材料的制备及对放射性废水中铜离子的吸附

采用热分解法制备了一种功能性的四氧化三铁/碳纳米管复合材料,磁性四氧化三铁纳米粒子均匀地修饰在多壁碳纳米管表面,而且无团聚现象出现。同时由于复合材料具有超顺磁性,通过外加磁场可以很简单地将其从溶液中分离出来。将该复合材料作为吸附剂用于去除放射性废水中的铜离子,复合材料的吸附作用不仅对时间有很强的依赖性,而且能够高效地去除铜离子,并能通过外加磁场实现快速分离。这种四氧化三铁/碳纳米管复合材料有望成为一种很好的用于放射性废水处理的吸附剂。     

反应性碳纳米管及其复合材料的制备与性能

本工作制备出了一种反应性碳纳米管/环氧稀释剂的纳米混杂增强体以及碳纳米管/环氧树脂复合材料,同时对修饰的碳纳米管进行了红外和X射线光电子能谱的表征。反应性碳纳米管与稀释剂的比例为1∶7,碳管在复合材料中的含量为0.5%(质量分数)。研究表明,这种纳米增强体对提高材料的性能及碳管在基体中的分散有很好的效果,环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了37.5%,40.0%和207%。同时玻璃化转变温度提高了17℃,并从活化能看出此增强体具有更高的反应活性。     

在碳纳米管上负载硫化镉的研究

研究了在碳纳米管表面负载硫化镉纳米颗粒的工艺及其影响因素.研究结果表明:使用经过酸氧化处理的碳纳米管在硫化镉溶液中与硫代乙酰胺进行反应可以在碳管表面沉积尺寸较小,分布较致密而且均匀的硫化镉纳米颗粒.     

镁钼氧化物催化剂制备多壁纳米碳管的初步研究

采用溶胶-凝胶法合成了可用来催化裂解甲烷大量制备高质量和较高纯度的多壁纳米碳管的镁钼氧化物催化剂. 实验表明该催化剂具有较高的活性和催化效率, 反应2h后, 制备的多壁纳米碳管的量接近原始催化剂量的30倍. 并用透射电镜、高分辨透射电镜、激光拉曼和热重分析对制得的粗产品进行了表征, 结果表明: 碳管的直径在10～22nm之间, 且随着反应时间的延长, 制备的纳米碳管石墨化程度增加, 反应1h后, 粗产品中碳管含量达95%, 同时, 对催化剂的特殊催化生长机理作了讨论, 生长过程中多层Mo颗粒析出在MgO载体表面是碳管成束的主要原因.     

合成连续碳管纤维的研究进展

碳纳米管具有潜在的超高强、高导电和其它多功能特性。将碳纳米管制备成连续纤维是实现其宏观应用的关键。目前,制备连续碳管纤维的方法有液相湿纺、阵列干纺等后续处理法和化学气相反应直接纺丝法。综述了这些制备方法和相关纤维性能的研究进展,着重阐述了化学气相反应直接纺丝法的原理、过程特点、纤维性能和最新研究进展。采用直接化学气相反应纺丝法,通过改进的反应系统,可达到连续稳定纺制可解析无粘连的连续碳纳米管纤维。该方法过程简单,可一步制备出连续碳管纤维,具有工业化发展前景。     

多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备及性能

以化学修饰法在多壁碳纳米管上成功接枝了四乙烯五胺,并用溶液共混法制备出多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料。使用电子拉力试验机、Agilent 4294A、差示扫描量热(DSC)和扫描电镜(SEM)对复合材料进行研究。结果表明,修饰后的碳纳米管能均匀分散在基体中,添加经修饰后的碳管比添加原始碳管更能提高环氧树脂的力学强度、热稳定性和介电性能。当经修饰后的碳管质量分数为1.5%时拉伸强度和断裂伸长率分别增加了84.3%和150%,玻璃化转变温度提高了32℃,复合材料的介电常数高达25.8。     

四嗪改性碳纳米管环氧摩擦材料的研究

利用Diles-Alder反应,采用3,6-二氨基-1,2,4,5-四嗪对碳纳米管(CNTs)改性处理,考察了改性处理对碳纳米管表面结构、分散程度以及对环氧复合材料性能的影响,通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)Raman)分析了材料表面磨损形貌、多壁碳纳米管(MWNTs)分散程度以及碳纳米管结构变化,并探讨复合材料摩擦磨损机理、四嗪与碳纳米管反应机理.结果表明,通过四嗪化合物处理碳纳米管后,碳管表面连接活性基团氨基,结构形态发生改变,提高碳纳米管在基体中分散性和复合材料摩擦性能,8h处理MWNTs/EP比未处理MWNTs/EP复合材料摩擦系数降低6.5%,磨耗率降低71.4%.     

燃烧反应超快升温热压制备碳纳米管/氧化铝复合材料

报道一种制备碳纳米管增强氧化铝基复合材料的新方法,用燃烧反应所产生的热量为热源代替传统烧结炉,在燃烧反应完成的同时施加机械压力来实现快速烧结,当碳纳米管掺量为1%(质量分数)时复合材料的断裂韧性同比提高了50%,该方法有利于避免碳纳米管的高温破坏,复合材料的增韧作用主要来自于碳纳米管的拔出效应和桥联机制.     

不同反应途径制备TiO_2/石墨烯复合材料及其光电催化性能研究

以氧化石墨烯和Ti(SO4)2为初始反应物,通过不同的反应途径制得两种TiO2/石墨烯复合材料。途径一是利用Ti(SO4)2水解,在氧化石墨烯层间成核生长纳米TiO2颗粒,制得TiO2/氧化石墨烯复合材料,再通过还原反应,制得TiO2/石墨烯复合材料。途径二是将氧化石墨烯还原制得石墨烯,再利用Ti(SO4)2水解,在石墨烯层间成核生长而制得TiO2/石墨烯复合材料。通过XRD、FE-SEM、HR-TEM、BET和电化学性能测试等测试手段对复合材料进行表征。以复合材料为工作电极,在可见光照射(λ420nm)和外加电极电压的条件下,通过光电催化降解酸性红B对复合材料的催化性能进行研究。结果表明,(1)不同的反应途径对复合材料的多方面性质有较大影响;(2)途径一所制得的复合材料具有更加优良的光电催化性能。     

新型一步法包裹Fe制备磁性碳纳米管

采用柠檬酸络合法制得不同 Fe 含量的 Fe/MgO 催化剂,并将其应用到气相沉积(CVD)过程中制备磁性碳纳米管。由 CVD 法制备碳纳米管(CNTs)的生长机理,利用碳管在生长过程中原位包裹磁性 Fe 金属氧化物颗粒进入管内的现象,使碳纳米管具有磁性,从而一步制得了磁性碳纳米管。将制得的磁性碳纳米管采用透射电子显微镜(TEM)、X 射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)、低温 N2吸附仪(BET)、振动样品磁强计(VSM)等表征方法进行了测试。结果表明通过这种新型的一步法可以成功地原位包裹 Fe 制得碳纳米管,且制得的碳纳米管具有较强磁性和较大的比表面积,表面引入了功能化基团。     

以碳纳米管为模板在熔盐介质中制备碳化钽（英文）

以不同结构的碳纳米管为反应模板,在KCl-Li Cl混合盐体系中,利用熔盐反应成功制备了碳化钽纳米纤维和碳化钽涂层,并对反应产物和相应的碳管模板分别进行了SEM、TEM、XRD和SAED表征。结果表明,碳管的晶体结构对碳化钽涂层的形成具有显著地影响,经高温处理后碳管的晶体结构趋于完整,但反应性变差。通过控制金属钽和碳管的摩尔比可以选择性地得到碳化钽纳米纤维和碳化钽涂层,且产物的形貌与它们的碳管前驱体类似。同时,反应时间和反应温度对碳化钽的形成有较大影响。