油溶性Cu纳米颗粒的两相法制备

在四氢呋喃-饱和氯化钠水溶液的两相体系中利用两相法化学合成了双正十六烷氧基二硫代磷酸(DDP)表面修饰的Cu纳米颗粒. 系统探讨了不同因素对制备Cu纳米颗粒的影响, 并采用透射电子显微镜(TEM)比较分析不同还原剂的用量、Cu^2＋浓度、修饰剂双正十六烷氧基二硫代磷酸铵盐(ADDP)和Cu^2＋的物质的量之比对Cu纳米颗粒粒径及分布的影响; 通过红外光谱仪(IR)、X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等测试技术对优化条件下所合成的铜纳米颗粒进行了结构表征. 结果表明, 合成粒径细小、分布均匀的铜纳米颗粒的工艺条件为pH值在12左右, 反应温度高于30 ℃, 铜离子浓度小于0.05 mol•L^－1, NaBH₄与Cu^2＋的物质的量之比在8∶1到12∶1之间, ADDP和Cu^2＋的物质的量之比为2∶1和2.5∶1; 所制备的铜纳米颗粒是由无定形的金属Cu无机纳米核及通过化学键键合在其表面的DDP分子所组成, 并且修饰剂在反应前后结构没发生变化.     

纳米CeO_2的制备及液相合成碳酸二甲酯的研究

利用水热法控制水热温度和硝酸铈溶液的浓度制备了不同的纳米Ce O2颗粒,利用CO2-TPD技术和XRD表征分析了CO2和CH3OH在催化剂表面上的化学吸附和催化剂的粒径大小,并考察了其催化性能。研究结果表明,水热温度对制备纳米Ce O2催化剂的粒径大小影响显著,随着水热温度的升高,纳米Ce O2的粒径逐渐减小;随着硝酸铈浓度的增加,粒径先增加后减小。纳米二氧化铈的粒径大小对催化活性有显著的影响,且在100℃和150℃时的碱性位数量多少决定催化剂的催化性能,碱性位数量适中时催化效果较好。     

水中菲的类Fenton氧化降解及动力学研究

采用类Fenton氧化法对水溶液中的菲进行深度处理,研究纳米零价铁(n ZVI)投加量、H2O2投加量、溶液p H值和温度四个主要因素对菲去除效果的影响。结果表明在纳米零价铁(n ZVI)投加量为1.0 g/L、H2O2为10 mmol/L、p H为3.0、温度30℃的优化条件下,菲的初始投加量(浓度)为50 mg/L在60 min内菲的去除率达到100%。此外类Fenton氧化降解菲符合伪一级降解动力学模型,且菲的投加量(浓度)越高,降解速率越快,进一步说明类Fenton氧化技术对菲降解有很好的效果。     

两相热法处理Cyanex 301-Ag+/Cu2+萃取体系制备Ag2S纳米和CuS微米材料

以Cyanex 301萃取剂为硫源,分别萃取Ag+和Cu2+,两相热法制备了Ag2S纳米颗粒和CuS微结构,采用X射线粉末衍射、紫外可见光谱、红外光谱以及电子显微镜对产物进行了表征。 表明制得的Ag2S和CuS分别为单斜相和六方相。 产物粒径随着反应温度的升高而增大,因而可通过加热温度调控产物尺寸,另外还考虑了其它反应条件对产物的影响。     

超临界水体系制备二氧化铈纳米颗粒

采用超临界水氧化的方法,使用自主设计的SCWO连续性反应釜制备出纳米Ce O2粉末,并应用XRD,FE-SEM,XPS等一系列分析手段对实验样品的结构与形貌进行了表征。结果表明:采用SCWO超临界反应釜制备的产物Ce O2纳米颗粒呈球形,结晶良好,平均粒径控制在10 nm左右,随着Ce(NO3)3·6H2O水溶液浓度的增大,制备出的纳米Ce O2粉末的粒径逐渐减小,粒度分布更加集中,但是粒子间团聚现象加重,Ce与O的结合能力逐渐减弱;随着Ce(NO3)3·6H2O水溶液浓度的增大,所制得的产物纳米Ce O2颗粒的BET比表面积也逐渐增加,平均比表面积为48 m2·g-1。     

纳米Cu(OH)2分解温度对CuO粒度的影响

以CuSO4.5H2O和NaOH为原料,采用沉淀法制备得到Cu(OH)2纤维,再进行Cu(OH)2的分解反应.考察了在不同实验条件下温度对Cu(OH)2热分解过程的影响.结果表明:在反应温度20℃,反应终点pH值为12,搅拌速度为1 200 r.min-1,NaOH溶液的滴加速度为50 mL.min-1的反应条件下,得到的样品为纳米Cu(OH)2纤维,其直径为10~30 nm、长度为1~6μm;在固相纳米Cu(OH)2热分解制备CuO过程中CuO粒径随温度的升高而增大,在温度不超过200℃时CuO的粒径约为20 nm左右;在液相中先沉淀后升温时,产物的形貌为球形,CuO粒径随温度的升高而增大,低于80℃可得到纳米级的CuO.     

ZnMn2O4纳米催化剂制备及催化合成乙酸正丁酯

本文以共沉淀法制备了四方晶系锌锰复合氧化物ZnMn2O4纳米催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)测试技术对样品进行了分析表征,结果表明所合成的催化剂为粒径均匀的纳米粒子,平均粒径在20-50 nm,具有较好的分散性。实验考察了所制备的ZnMn2O4纳米催化剂对乙酸和正丁醇酯化反应的催化活性,表明ZnMn2O4对乙酸正丁酯的合成有较高的催化活性;探讨了催化剂焙烧温度、催化剂用量、酸醇摩尔比以及反应时间对酯化率的影响,确定了适宜的酯化反应条件,以焙烧温度为300 ℃制备的ZnMn2O4为催化剂,在催化剂用量为0.3%(以反应物总质量计)、酸醇摩尔比n(酸):n(醇)=1.8:1、反应时间为4 h、酯化反应温度120 ℃的条件下,酯化率可达92.53%。     

NaOH浓度对Cu_2O结构及甲醛乙炔化性能的影响

以CuCl_2·2H_2O为铜源,NaOH为沉淀剂,L-抗坏血酸钠为还原剂,采用液相还原法制备了Cu_2O,并将其应用于甲醛乙炔化反应制1,4-丁炔二醇.借助傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和H_2程序升温还原(H2-TPR)等手段研究了NaOH浓度对Cu_2O结构、性质及催化性能的影响.结果表明,调变NaOH浓度改变了Cu2O的结晶度与粒径,从而使Cu_2O表现出不同的炔化性能.低NaOH浓度时,Cu_2O结晶度低,粒径小,易被还原为非活性的金属Cu;高浓度时,Cu_2O结晶度过高,粒径大,难以转化为活性物种炔化亚铜,两者均造成催化剂活性较低.而中等浓度的NaOH使Cu_2O具有了适宜的结晶度与粒径大小,Cu_2O可高效转化为炔化亚铜活性物种,表现出最优的炔化性能.     

生物质两性吸附剂的合成及对Cu（II）和Cr（VI）的去除

本研究以麦草为原料,以三乙胺和一氯乙酸分别为氨基和羧基官能团接枝反应剂,制备秸秆基两性吸附剂。并以产品对Cu（II）和Cr（VI）的去除效果为指标,分别考察了合成过程中单一影响因素,并结合正交实验得出最佳改性条件。实验结果表明,一氯乙酸投加量是影响两性秸秆改性效果的主要因素,温度的影响最小;最佳改性条件为：当固定阳离子型麦草秸秆投加量为6.69g时,氢氧化钠投加量、一氯乙酸投加量、反应温度、反应时间分别为5mL,3.402g,60℃,2.5h。该吸附剂对Cu(II)和Cr(VI)的最大吸附量可达到90.9 mg•g-1 和241.1 mg•g-1。     

生物质两性吸附剂的合成及其对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的去除

以麦草为原料、以三乙胺和氯乙酸分别为氨基和羧基官能团接枝反应剂,制备秸秆基两性吸附剂;以产品对Cu(II)和Cr(VI)的去除效果为指标,考察了合成过程中单一影响因素,并结合正交实验得出优化改性条件。结果表明,氯乙酸投加量是影响两性秸秆改性效果的主要因素,温度的影响最小;优化改性条件为:当固定阳离子型麦草秸秆投加量为6.69g时,氢氧化钠投加量、氯乙酸投加量、反应温度和反应时间分别为5mL、3.402g、60℃和2.5h。该吸附剂对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的最大吸附量可达到90.9和241.1mg/g。     

Cu-ZnO-Al2O3甲醇合成催化剂活性组分的高温动态变化

 采用XRD和XPS方法考察了Cu－ZnO－Al2O3甲醇合成催化剂在高温焙烧、还原和反应过程中活性组分的动态变化．结果表明,高温焙烧可造成活性组分晶粒的生长,ZnO晶粒比CuO晶粒更易于生长和在表面富集,从而引起Cu／Zn比下降．在还原和反应过程中,一方面H与Cu相互作用引起的Cu粒子表面自由能的降低远大于H对ZnO的影响,使得Cu粒子的生长在热力学上更有利;另一方面,由于Cu的熔点较低,造成Cu粒子的表面迁移活化能较低,表面扩散系数较高,受表面扩散所支配的粒子移动引起的晶粒生长较快,而ZnO由于熔点较高,在氢气气氛中粒子生长较慢．与焙烧后的催化剂相比,还原及反应后的催化剂表面Cu／Zn比明显增大．     

Seed-mediated growth approach to shape-controlled synthesis of Cu2O particles

With glucose as reducing agent, Cu2O particles with different size and morphology were synthesized selectively by a seed-mediated growth approach. The major advantage of this process is that Cu(II) cannot be reduced to Cu metal. The size of the Cu2O particles can be controlled by changing the Cu(II) concentration in colloid solution. Square-shaped Cu2O particles (20-700 nm in diameter) were obtained in the presence of PEG 400, and polygonal-shaped Cu2O particles (approximately 1000 nm) were observed upon using triblock copolymer as modifier, while sphere-shaped Cu2O particles with a diameter of 400-700 nm were obtained in the absence of a modifier.     

Influences of surfactant (PVA) concentration and pH on the preparation of copper nanoparticles by electron beam irradiation

Electron beam irradiation method was successfully applied to the preparation of Cu nanoparticles in aqueous solution under room temperature and ambient pressure using polyvinyl alcohol (PVA) as the surfactant. The influences of the pH on the products were studied by X-ray diffraction (XRD), and those of the surfactant PVA concentration on the particle size and agglomeration by ultraviolet–visible spectrophotometry (UV–vis) and laser scattering particle size distribution analysis (LSPSDA). The products were characterized by XRD and transmission electron microscopy (TEM). The results showed that the grain size of Cu nanoparticles, within a certain range, can decrease with increasing PVA concentration. Pure Cu nanoparticles with the grain size distribution of 5–50 nm were prepared when the pH was adjusted between 5.0 and 9.0, and the PVA concentration was 2.20 g/100 mL.     

负载型Cu-Pd双金属纳米氧化物催化剂催化合成碳酸二乙酯：Cu（I）作为活性中心

催化反应活性与催化剂活性组分的存在价态密切相关,所以探讨催化剂在反应过程中的活性中心及其价态变化,对于催化反应机理和催化剂的研究都显得十分重要.目前对于氧化羰基合成碳酸二甲酯催化剂的机理的探讨很多,主要存在的争议是Cu+还是Cu2+作为活性中心,以及铜物种的配位状态.大多体系都是以分子筛为载体的铜基催化剂,其活性中心的研究存在铜离子在分子筛中的定位问题,而且催化活性也会受到分子筛结构的影响.采用这种方法研究活性中心的影响因素较多,存在一定的局限性.因此,直接制备纳米级的铜基氧化物用于本催化体系,有利于更直观简单地探索其活性中心.纳米级金属氧化物材料是一种新型的功能性材料,而纳米铜基氧化物(CuO和Cu2O)因其独特的物化性质和结构而引起广泛关注.我们采用水热法制备纳米CuO及其它氧化物,研究了NaOH浓度对催化剂的催化性能的影响;葡萄糖是一种还原性较强的还原剂,其用量必定会对所制备的氧化物的物种有所影响.为了探究Cu0和Cu+在本体系中的作用,采用不同葡萄糖用量制备了具有不同Cu2O含量的PdCl2/Cu-Cu2O催化剂.在上述研究基础上,我们采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、热重分析、等离子体原子发射光谱等表征手段研究了负载型纳米铜基氧化物催化剂在合成碳酸二乙酯反应中催化性能差异的原因,旨在直接考察活性中心主要是Cu+还是Cu2+,避免分子筛等体系中载体结构的影响,研究结果更具参考性.结果发现, NaOH浓度为5 mol/L时制备的PdCl2/CuO和PdCl2/Cu-Cu2O催化剂的性能优于其他浓度下制备的催化剂,这可能是由于不同浓度的碱溶液会对铜离子的沉淀过程产生不同的影响;相同NaOH浓度下制备的催化剂中, PdCl2/Cu-Cu2O催化剂的催化性能明显优于PdCl2/CuO催化剂,这可能是由于PdCl2/Cu-Cu2O催化剂更有利于反应过程中电子的传递,从而表现出更好的催化性能,我们推测Cu0和Cu+可能更有利催化乙醇氧化羰基合成DEC;表征分析发现PdCl2/CuO和PdCl2/Cu-Cu2O均具有很好的热稳定性,两种催化剂中PdCl2负载量几乎相同,因此,主要影响催化性能的因素是载体CuO和Cu-Cu2O中铜的价态.采用不同葡萄糖用量制备了含有不同Cu2O含量的PdCl2/Cu-Cu2O催化剂,其中, PdCl2/Cu-Cu2O-2催化剂中含有更多的Cu2O,在反应中乙醇转化率达到了7.2%, DEC的选择性为97.9%, DEC的时空收率可达到151.9 mg·g–1·h–1.由此可见在乙醇气相氧化羰基合成DEC体系中, Cu+是主要的活性中心.     

超低浓度甲烷在Cu/γ-Al2O3催化颗粒流化床中的燃烧特性

采用流化床燃烧技术,使用自制Cu/γ-Al₂O₃颗粒作为催化剂床料,实验研究了超低浓度甲烷在流化床中催化燃烧时床层温度(450~700℃)、流化风速比ω(1.5~4)、进气甲烷体积分数(0.3%~2%)等对甲烷燃烧效率的影响。结果表明,床层温度是影响甲烷催化燃烧反应的关键因素,甲烷的转化率随着床层温度的升高而增加;床层温度达到650℃时,甲烷含量低于1%的超低浓度甲烷其转化率超过95%,继续提高床层温度至700℃且控制流化风速比ω≤2可以实现甲烷的完全转化;甲烷转化率随着流化风速和进气甲烷浓度的增加而降低,当ω>3.5时,温度对甲烷转化的影响减弱,未燃烧的甲烷含量增大。动力学实验发现,床层温度较低时,催化反应受动力学控制,测得催化反应的活化能E_a为1.26×10⁵J/mol,反应级数m为0.73,当温度t>450℃时,扩散作用影响显著,反应级数增大。     

低温液相合成甲醇及甲酸甲酯用Cu-Cr-M-O催化剂的制备与表征

采用共沉淀法和配合物沉淀法制备了分别添加Ｂａ, Ｍｎ,Ｖ,Ｂｉ,Ｎｉ 和Ｚｎ 的ＣｕＣｒＭＯ三组分催化剂,采用ＢＥＴ,ＸＲＤ和ＴＥＭ 对催化剂进行了表征,并考察了其对合成甲醇及甲酸甲酯反应的活性及选择性． 结果表明,添加第三种金属使催化剂的稳定性及甲酸甲酯选择性有所提高,但使催化活性有所下降． 配合物沉淀法制备的催化剂的比表面积较大,粒径较小． 热分解温度越高,催化剂的比表面积越小． 除ＣｕＣｒＶＯ 催化剂为纳米非晶态之外,其它催化剂均呈晶态． 催化剂的最小平均粒径为３８ ｎｍ , 最大平均粒径为６８ ｎｍ , 属纳米级催化剂．     

反应物的相间分配对吸附相技术制备纳米CuO过程的影响

以SiO2表面的富水吸附层为纳米反应器制备CuO纳米粒子. 不同水量下的吸附量测定、溶剂置换和反应后吸附对比实验结果表明, SiO2表面存在吸附水层, 并且该吸附水层是反应的主要场所. 根据吸附数据, 认为Cu2+在体系中具有三区域浓度分布特点, 体系中水浓度和氢氧化钠浓度的增加均会使得Cu2+向吸附层区域迁移. XRD分析结果表明, 反应温度的升高和NaOH浓度的增大有利于生成更小的CuO晶粒, 其中温度的升高使吸附层厚度减小, 限制了晶粒生长; NaOH浓度的增大则会增大层内溶质过饱和度, 导致晶核形成速率加快.     

Preparation and characterization of ultrafine Fe-Cu-based catalysts for CO hydrogenation

The ultrafine particles of a new style Fe-Cu-based catalysts for CO hydrogenation were prepared by impregnating the organic sol of Fe（OH）3 and Cu（OH）2 onto the activated Al2O3, in which the organic sol of Fe（OH）3 and Cu（OH）2 were prepared in the microemulsion of dodecylbenzenesulfonic acid sodium（S）/n-butanol（A）/toluene（O）/water with V（A）/V（O） = 0.25 and W（A）/W（S） = 1.50. This catalyst was characterized by particle size analysis, XRD and TG. The results of particle size analysis showed that Fe（OH）3 particles with a mean size of 17.1 nm and Cu（OH）2 particles with an average size of 6.65 um were obtained. TG analysis and XRD patterns suggested that 673 K is the optimal calcination temperature. CO hydrogenation produced C＋OH with a high selectivity above 58 wt% by using the ultrafine particles as catalyst, and the total alcohol yield of 0.250 g·ml^-1 ·h^-1 was obtained when the contents of Al2O3 and K were 88.61 wt% and 1.60 wt%, respectively.     

纳米(NH4)3PMo6W6O40的室温固相合成及形成机理

以H3PMo6W6O40•23H2O和(NH4)2C2O4•H2O为原料，采用室温固相反应合成出(NH4)3PMo6W6O40•6H2O产物，用元素分析、IR、UV-Vis、XRD、TEM、TG-DTA、BET等手段确定其组成、结构和性能.结果表明，产物为纳米粒子，平均粒径为10 nm.纳米粒子保持着杂多阴离子的Keggin特征结构，比表面积为167.6 m2•g－1，且在465 ℃以下具有良好的热稳定性.反应中反应热能、结晶水和生成物H2C2O4•2H2O对形成小粒径的(NH4)3PMo6W6O40纳米粒子起关键作用.