层柱人工水热合成皂石的制备与表征(英)

利用具有理想皂石结构的人工水热合成蒙皂石为层原料，通过与羟基聚合铝离子（[Al₁₃O₄(OH)₂₄(H₂O)₁₂]⁷⁺）交换反应合成得到了一种层柱粘土。实验对于该铝柱皂石进行了粉末XRD，FT-IR和TG-DTA表征。氮气吸附实验说明其高温活化（773K，2 h）产物具有很高的BET比表面（360 m²·g^-1）。相对于层柱蒙脱土，层柱皂石显示了更高的催化裂解性能和热稳定性。层柱皂石的异丙苯裂解转化率达到了65%；而层柱蒙脱土的转化率只有4%。这说明层材料的四面体取代对于层柱粘土Br?nsted酸位的形成具有重要的决定作用。氨程序升温脱附实验发现铝柱皂石在350～650 ℃区间具有较强的氨脱附量，表明层柱皂石具有层柱蒙脱土所没有的强酸中心。     

镍铁水滑石及其衍生混合氧化物的制备和表征

采用共沉淀法合成了Ni/Fe摩尔比为1、2、3、6和10的NiFe水滑石。热重-差热结果显示NiFe水滑石的分解有二个过程，分别对应于200℃和300℃的吸热峰。经400℃焙烧后，NiFe水滑石转变为具有较高表面积的NiFeO混合氧化物(约100 m²/g)，其XRD结果仅显示NiO的衍射峰；经800℃焙烧后，NiFeO仍有15 m²/g左右的表面积。穆斯堡尔谱测定表明NiFeO混合氧化物较Fe₂O₃易还原。     

超细CeM(M=Mg,Sr)Ox复合氧化物的性能研究

采用聚合物前驱体法首次合成了超细粒子CeM(M=Mg，Sr)O_x复合氧化物粉体。通过XRD、TEM、BET等技术对合成的粉体进行了表征，结果表明CeO₂与碱土金属形成的CeM(M=Mg，Sr)O_x新粉体材料比表面积为66～69 m²·g^-1，经800 ℃、1 000 ℃焙烧2 h后，粉体平均晶粒仍保持在10～20 nm，基本不发生团聚现象，具有较好的抗烧结能力。用甲烷催化燃烧为模型反应，发现该粉体催化剂具有很高的催化活性，优于单组分CeO₂。     

高比表面TiO2光催化剂的制备及产氢性能研究

以钛酸四丁酯为前驱体，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂合成了高比表面的TiO₂超细纳米粉体。采用XRD、TEM、BET分析方法对催化剂的物相、颗粒粒径及比表面积进行了表征，结果显示TiO₂的晶粒尺寸和比表面积与CTAB添加量和焙烧温度有关。重点考察了不同条件下制备的TiO₂系列光催化剂无氧条件下的光催化分解水产氢性能。实验结果表明，当CTAB与Ti的投料的物质的量之比为0.15，焙烧温度为450 ℃时，获得的晶粒尺寸为5.73 nm、比表面为150 m²·g^-1的TiO₂粉体具有最好的光催化产氢活性，测得的3 h内平均产氢速率为12.5 mL·h^-1。     

锆钇柱撑蒙脱土负载Pd催化剂的催化性能研究

合成了锆钇柱撑蒙脱土(Zr-Y-MMT)载体,并用于丙酮、甲苯和乙酸乙酯的催化氧化。通过XRD、TEM及N₂吸附-脱附技术对Zr-Y-MMT载体和负载Pd催化剂(Pd/Zr-Y-MMT)进行了表征。XRD结果显示,经锆钇柱撑后蒙脱土的层间距由1.27 nm增大至1.78 nm;N₂吸脱附结果表明,经锆钇柱撑后,其比表面积有了很大的增加,由62 m²·g^-1增大至395 m²·g^-1。活性评价结果发现,Zr-Y-MMT载体比Na-MMT有更好的催化活性,其完全氧化丙酮、甲苯和乙酸乙酯的温度分别为320 ℃、350 ℃和290 ℃。此外,当此载体上负载0.1wt%Pd时,其用于完全氧化甲苯的活性有了明显的改进。     

CeZrYLaO对Fe基整体式稀薄甲烷催化燃烧性能的影响

采用共沉淀法制备了高性能低铈储氧材料Ce_0.35Zr_0.55Y_0.07La_0.03O_1.95(OSM,储氧材料)和胶溶法制备了耐高温、高比表面的La-Al₂O₃并以它们为载体,制备了一系列整体式铁基催化剂。考察了该系列催化剂对甲烷稀薄燃烧的催化性能,并用低温N₂吸附-脱附,储氧能力(oxygen storage capacity,OSC),XRD,XPS和H₂-TPR等测试手段对载体和催化剂进行了表征。活性测试结果表明所制得的整体式催化剂Fe/OSM+La-Al₂O₃可在50 000 h^-1的高空速条件下使含量为1%的甲烷在474 ℃起燃,565 ℃完全转化;低温氮吸附-脱附测试结果表明,所制得的Ce_0.35Zr_0.55Y_0.07La_0.03O_1.95经1 050 ℃焙烧5 h后的BET比表面积达33 m²·g^-1,孔容为0.14 mL·g^-1;La-Al₂O₃经1 050 ℃焙烧5 h后的BET比表面积达125 m²·g^-1,孔容为0.46 mL·g^-1,是优良的催化剂载体;OSC测试结果表明,加入储氧材料(oxygen storage material(OSM))能增加催化剂的储氧性能,有利于催化活性的提高;XRD测试结果表明,OSM以均一固溶体存在;XPS测试结果表明,Fe₂O₃与OSM载体之间的相互作用最强;H₂-TPR测试结果表明,加入OSM能增加催化剂的还原性能,从而提高了催化活性。     

层状LiMnO2的固相合成及电化学性能

以Mn₂O₃和氢氧化锂为原料，通过焙烧合成出o-LiMnO₂。用X射线衍射和扫描电镜对不同温度下合成的粉末样品进行了表征，并研究了材料的电化学性能。通过对不同温度条件下烧结样品的晶胞参数、布拉格(110)晶面峰半高宽及电化学性能研究发现：600 ℃下合成样品的半高宽最大，堆垛层错率高，同时电化学性能也最好，首次放电容量达到156 mAh·g^-1，20次循环后仍保持在140 mAh·g^-1以上。中高温固相合成的o-LiMnO₂材料，在晶粒范围大小相近时，材料电化学性能与材料堆垛层错率相关。     

静电纺丝技术制备Y2O3∶Eu3+纳米带及其发光性质

采用静电纺丝技术制备了PVP/[Y(NO₃)₃+Eu(NO₃)₃]复合纳米带,将其进行热处理,获得了Y₂O₃∶Eu³⁺纳米带。采用XRD、FTIR、SEM、TEM、荧光光谱等技术对焙烧后的样品进行了表征。结果表明：600 ℃焙烧即可获得Y₂O₃∶Eu³⁺纳米带,800 ℃时结晶更为良好,产物属于立方晶系。纳米带表面光滑,由平均直径为30 nm的小颗粒紧密排列而成,为多晶结构。随着温度升高,纳米带宽度减小。焙烧800 ℃获得的Y₂O₃∶Eu³⁺纳米带的发光性质优于焙烧600 ℃的Y₂O₃∶Eu³⁺纳米带。与体材料相比,该纳米带的激发光谱Eu³⁺-O^2-电荷迁移态(CTB)发生红移,发射光谱发生蓝移。     

焙烧温度对Mn/Al2O3-TiO2催化剂结构及氧化NO性能的影响

采用溶胶凝胶法和浸渍法制备10% Mn/Al₂O₃-TiO₂催化剂,借助TPO、XRD、O₂-TPD、Raman、XPS等手段,考察焙烧温度(450~650 ℃)对催化剂结构以及氧化NO性能的影响。TPO结果表明催化剂活性随焙烧温度的升高先增后减,其中焙烧温度为550 ℃时催化剂活性最好。XPS结果显示随着焙烧温度的升高(450~550 ℃),催化剂表面Mn³⁺的含量逐渐升高,与催化剂活性的强弱成对应关系,并且催化剂晶格氧含量下降,而表面化学吸附氧从40.9%增加到64.8%。Raman分析显示550 ℃焙烧时,催化剂表面存在丰富的Mn₂O₃活性物种,并且O₂-TPD分析也表明随着焙烧温度的升高,晶格氧向表面化学吸附氧流动,提高了化学吸附态氧物种的含量。这些结果表明Mn₂O₃可能是NO氧化起主要作用的活性Mn物种,释放更多的表面化学吸附氧物种,将有助于促进NO的催化氧化。     

二氧化钛柱撑层状氧化锰微孔材料的合成及表征

Na型层状锰氧化物于0.1 mol/L HCl 溶液中离子交换制得前驱体H型层状锰氧化物. H型层状锰氧化物在十二胺乙醇溶液中反应得到层间距为2.62 nm的中间产物——十二胺插入的层状锰氧化物, 该中间产物在异丙醇钛和乙醇的混合溶液中溶剂热处理得到层间距为1.24 nm的钛酸柱撑层状锰氧化物. 在300 ℃条件下经2 h焙烧得到二氧化钛铸型氧化锰微孔材料. 应用XRD, DSC-TGA, SEM, TEM, IR, 氮气吸附实验及元素分析进行了不同阶段所得试样的分析表征. 结果表明十二胺分子在锰氧层间的最大插入量为2.2 mmol/g, 异丙醇钛分子的置换插入生成了组成为Mn_7.00Ti_1.74O_23.3(C₁₂H₂₅NH₂)_0.52•1.93H₂O的铸型层状锰氧化物. 300 ℃焙烧处理所得二氧化钛铸型氧化锰微孔材料的比表面积为140 m²/g.