碱土金属修饰Al2O3的表面热稳定性

采用浸渍法,添加不同碱土金属元素对γ-Al2O3进行改性.通过BET、XRD等手段,研究考察了在1 373 K空气中,经不同时间处理γ-Al2O3的相变和烧结情况,比较了各样品烧结后比表面积的差异.结果表明,碱土金属的引入（尤其是Sr、Ca）有效地抑制了氧化铝比表面积的损失和α相变.并对Al2O3的烧结动力学进行了研究探讨,研究表明,铝酸盐的生成并不是稳定氧化铝的根本原因,碱土金属的高温稳定作用主要是分散态的碱土金属氧化物抑制氧化铝焙烧过程中最初1 h内的烧结和α相变引起的比表面积损失.     

有机物单层分散在相关材料制备中的应用

与无机氧化物和盐类在载体表面自发单层分散相类似, 许多有机物也可以在载体表面自发单层分散.有机物在载体表面单层分散行为和分散后的存在状态与有机物分子形状和结构特点及载体表面性质和孔结构有关. 利用有机物在载体表面的单层分散, 可以设计制备具有优异性能的材料. 本文简要综述了近年来这方面研究工作取得的相关进展, 主要介绍了有机物单层分散在碳/氧化物复合物、氧化物和薄壁中孔碳材料的制备和织构调控方面的一些应用实例. 单层分散的有机物热分解后可在载体表面形成均匀的薄碳层, 以无机多孔氧化物为载体可制备出包覆均匀碳薄层的碳/氧化物复合物, 这种碳/氧化物复合物在染料吸附、催化剂载体和光催化方面显现出好的性能. 以溶胶-凝胶法制备氧化物时, 分散的有机物可以隔离溶胶颗粒, 从而制备出高比表面积的氧化物并可对孔容进行调控, 以此方法制备的γ-氧化铝比表面积可达506 m²·g^-1. 在惰性气氛中加热上述碳/氧化物复合物, 碳层可抑制氧化物的相变; 而在氧气中, 碳层燃烧发热会促进相变, 由此可快速制备超细α-氧化铝. 包覆均匀碳薄层的氧化物载体对碳起支撑作用, 在将氧化物溶解去除后, 可便捷制得高比表面积、大孔容、高中孔率的薄壁中孔碳材料, 碳材料的形貌、孔径分布等可通过选用不同织构的氧化物载体进行调控.     

钙改性对γ-Al2O3的高温热稳定性的影响

研究了以Ca(NO3)2浸渍改性对γ-Al2O3的高温热稳定性的影响.考察了Ca的添加量及高温(1273K、1373K)处理后的表面性质和稳定性.BET比表面积和XRD结果表明,高温下Ca物种的引入明显地抑制了氧化铝比表面积的损失和α相变,提高了其耐热性.探讨了Al2O3烧结动力学,高温动力学研究表明,Ca的高温稳定作用主要是抑制焙烧过程中最初1h内的烧结和α相变.     

γ-Al2O3表面Co物种状态对苯催化燃烧性能的影响研究

采用浸渍法在γ-Al2O3载体上制备了不同形态的Co物种,并利用苯的催化燃烧反应考察了各不同物种对苯催化燃烧活性差别.研究结果表明:Co在γ-Al2O3载体表面的分散形态表现出显著的阈值效应.当担载量处于在分散阈值以下时,Co以氧化物形式单层分散于载体表面;当担载量大于分散阈值时,Co团聚为团簇或者多层结晶体形式存在于γ-Al2O3表面.分散阈值效应直接影响着催化剂的催化燃烧活性.焙烧温度对Co在γ-Al2O3表面的存在状态也起着决定性作用.高温焙烧主要导致CoAl2O4尖晶石相生成,而低温焙烧有利于Co3O4物相生成.对于苯催化燃烧反应而言,Co3O4表现出比CoAl2O4高的多的催化活性.     

焙烧温度对CuO/γ-Al2O3和CeO2-CuO/γ-Al2O3催化剂NO还原活性的影响

用浸渍法制备了CuO/γ-Al2O3催化剂和CeO2改性的CeO2-CuO/γ-Al2O3催化剂,考察了焙烧温度对CuO/γ-Al2O3和CeO2-CuO/γ-Al2O3催化剂C3H6还原NO反应活性的影响,以及CeO2的添加量对CeO2-CuO/γ-Al2O3催化剂C3H6还原NO反应活性的影响。结果表明,在200 ℃～500 ℃的焙烧温度范围内,焙烧温度对CuO/γ-Al2O3催化剂的活性影响很小；在500 ℃～800 ℃的焙烧温度范围内,随着焙烧温度的升高CuO/γ-Al2O3催化剂的活性急剧下降,由XRD物相测定结果可知,归因于对反应表现惰性的尖晶石CuAl2O4相的生成。当焙烧温度为500 ℃时,CeO2的添加对CuO/γ-Al2O3催化剂的活性影响很小；当焙烧温度为800 ℃时,CeO2的添加对CuO/γ-Al2O3催化剂有明显的助催化作用,当Ce和Cu的摩尔比为1∶10时,NO转化率较为理想。     

堇青石蜂窝陶瓷载体涂层与热稳定性研究--(Ⅰ)涂层的制备研究

比较了几种商用堇青石蜂窝陶瓷载体的性能, 研究了汽车尾气净化催化剂用载体二载涂层的制备工艺. 利用XRD, BET 等分析手段研究了添加La2O3对γ-Al2O3 性能的影响. 研究结果表明, 在γ-Al2O3 中添加La2O3有效地抑制了烧结的发生, 提高了γ-Al2O3 的相变温度, 改善了氧化铝的高温热稳定性; 添加量的最佳值范围为3%～4% La3+/Al3+.涂层所选用的成膜剂、破膜剂、添加剂和制浆工艺是可行的.     

负载型La0.8Sr0.2CoO3燃烧催化剂中Co(Ⅱ)与载体γ-Al2O3的相互作用

一般认为稀土钙钛矿型La0.8Sr0.2CoO3是CO氧化、碳氢(HC)化合物完全氧化和NOx还原的良好氧化物催化剂.用复合硝酸盐溶液浸渍γ-Al2O3制取负载型催化剂La0.8Sr0.2CoO3/γ-Al2O3(LSC/γ-Al2O3),负载量15%(质量分数).采用XRD, TPR, BET和二甲苯完全氧化催化剂活性测试等手段,研究了CoAl2O4的形成过程,催化剂经750 ℃焙烧, Co(Ⅱ)已进入γ-Al2O3体相,并有大量的CoAl2O4尖晶石形成. 若在γ-Al2O3表面涂敷一层以MgAl2O4为主相的覆盖层,在一定程度上能够阻挡Co2+离子进入γ-Al2O3的晶格,并有效地生成出LSC活性相,提高了其完全氧化的催化活性.     

ZnO/θ-Al2O3催化剂上全馏分FCC汽油的选择性加氢脱硫

研究了三种氧化铝载体和一种ZnO/θ-Al2O3催化剂对全馏分FCC汽油的选择性加氢脱硫性能.结果表明,θ-Al2O3对于全馏分FCC汽油的加氢脱硫选择性因子高于γ-Al2O3和在900℃下焙烧过的γ-Al2O3.负载ZnO能进一步提高θ-Al2O3的加氢脱硫活性和选择性.通过吡啶吸附傅里叶变换红外光谱、氢气程序升温还原和X射线衍射表征发现,θ-Al2O3表面只有微弱的L酸性,其吡啶吸附红外光谱明显不同于其他氧化铝.负载ZnO导致θ-Al2O3载体中出现了尖晶石结构,并且使催化剂的高温H2还原峰位向低温方向移动.     

堇青石蜂窝陶瓷载体涂层热稳定性及改性机制研究

利用XPS,PLS,XRD,BET,TEM等现代分析手段,研究了本实验中制备的经镧和钡修饰的改性氧化铝涂层的热稳定性和改性机理,认为介稳态的γ相向介稳态的δ相和θ相转变和氧化铝颗粒的长大是改性涂层高温烧结的原因,镧和钡的加入可有效地抑制介稳态的氧化铝向热力学上稳定的α-Al2O3的转变,一定程度上提高了氧化铝的高温热稳定性.通过考察La3 与Ba2 在改性氧化铝涂层中的分布规律,提出掺杂离子进入氧化铝晶格缺陷的改性机理,并探讨了不同类型的缺陷的大小和浓度随温度的变化规律.     

CeO2稳定Ru/γ-Al2O3湿空气氧化催化剂的研究

用CeO2作添加剂，对以γ-Al2O3为载体、RuO2为活性组成分的Ru/Al2O3湿空气氧化催化剂掺杂改性，用分步浸渍的方法制备出Ru/CeO2/Al2O3三元复合氧化物催化剂。经XRD分析，证明CeO2进入了γ-Al2O3的晶格，并且有效抑制了高温时γ-Al2O3向α-Al2O3的相变及RuO2向γ-Al2O3晶格的渗入，在270℃、5.5MPa条件下，对苯酚的催化氧化降解结果表明，CeO2的加入可明显提高催化剂活性，其中Ru:CeO2:Al2O3(质量比)=0.6：6：100的催化剂性能最佳，反应30min，苯酚的去除率为96.0％。     

负载型La0.8Sr0.2MnO3燃烧催化剂的载体效应

Combustion catalysts La0.8Sr0.2MnO3 supported on γ-Al2O3, α-Al2O3, cordierite (2MgO•2Al2O3•5SiO2) and ZrO2 were compared. Further investigation was focused on LSM/ γ-Al2O3 catalyst. It was observed that LSM/γ－Al2O3 catalyst loaded with 20% (mass fraction) LSM (La0.8Sr0.2MnO3 or corresponding oxides), heated at 750℃ or above, perovskite-type oxides were found by XRD examination, whereas, the same catalyst loaded with 10% or less LSM, perovskite oxides were absent, calcination temperature about 750℃ is necessary for the formation of perovskite structure in LSM/γ-Al2O3 catalysts. High activity of complete oxidation of xylen will be obtained when perovskite-type oxides.
Investigation of TPR showed that neat LSM or LSM/γ-Al2O3(20%) was reduced by H2-N2 mixed gas. Two degradation processes took place. In the first, reduced temperature peak was about 350 - 450℃. If reduction ended at 400℃, perovskite structure was retained, which may be due to the reduction of Mn3+to Mn2+ on the surface of LSM only. In the second process, perovskite structure was destroied, and La2O3, Mn2O3, Mn - Sr - O oxides could be obtained, which took place in the temperature range 685 - 750℃ and ended at 800℃. This was proved by TPR experiments (Fig. 3, 5) and XRD patterns (Fig. 4)
Catalysts LSM/γ-Al2O3(10% or 20%) heated at 500℃ have only one TPR peak, i. e. lower temperature peak. This is due to the absence of perovskite-type oxides in the catalysts. However, neat LSM or LSM/γ-Al2O3(20%) heated 750℃ or above, not only the first low temperature TPR peak but also the second peak, which is contributed by the perovskite-type oxides in these catalysts appeared. Therefore, the second TPR peak, i. e. the higher temperatue peak is a characteristic peak for perovskite-type oxides in the reduced process. When LSM/ γ-Al2O3 (10%) catalys is heated at 750℃, no perovskite-type oxides were detected by XRD, and the second reduction peak was absent also in TPR process. \
The order of the second reduction peak temperature(characteristic peak of perovskite - type ox- ides) is: neat LSM(750℃）> LSM/γ-Al2O3 20% (685-698℃) -deposited LSM/γ-Al2O3 (698℃) > LSM/γ-Al2O3 15% (677 - 680℃) >(LSM/γ-AL2O3 10% 620 - 630℃, for Mn - Al - O medium oxides on surface). It is correleted with the increasing of the effect of support sequentially.
When LSM/γ-Al2O3 catalysts were heated at 900℃, more stable phase, spinel MnAl2O4 appeared, which could be proved by TPR of model catalyst MnAl2O4/γ-Al2O3.     

MoO3在低比表面载体α-Al2O3上的分散容量测定

固体化合物如无机氧化物、盐类及有机物等在高比表面载体上呈现自发分散，这是一种相当普遍的现象，在催化剂和吸附剂及材料科学研究方面已有许多研究报导［'－'］．然而，相应固体化合物在情性小比表面载体上的分散还没有人研究过．小比表面载体的结构比高比表面载体稳定，结构较易确定·本文通过表面灵敏的X射线光电子能借（XPS）和X射线衍射方法（XRD）首次测定了Moo。在小比表面。－AI。O。上的分散容量，发现它与在高比表面载体7－AI。Oa上单位面积的分散容量不同，说明a－AI。O。与7－AI。O。的表面结构不同，为研究小比表面…     

CeO2掺杂RuO2/γ-Al2O3催化剂结构与湿式氧化降解苯酚的活性研究

采用浸渍法制备了RuO2/γ-Al2O3和RuO2-CeO2/γ-Al2O3催化剂,利用XRD,XPS和ESR分析了催化剂的结构,并研究了湿式氧化降解苯酚的活性.结果表明,两种催化剂表面RuO2均有良好的分散性,并且催化剂表面存在氧空位和化学吸附氧,CeO2的掺杂使催化剂表面氧空位和化学吸附氧数量增加.两种催化剂对湿式氧化降解苯酚具有良好的催化活性,当苯酚质量浓度为4200mg/L,在150℃和3MPa下,RuO2/γ-Al2O3催化剂湿式氧化降解苯酚反应150min后,苯酚全部被去除,RuO2-CeO2/γ-Al2O3催化剂反应60min后,苯酚的去除率为96%.     

硝酸镁在γ-Al2O3上的热分解及MgO/γ-Al2O3

研究了不同载量时Mg(NO     

In situ carbon nanotube synthesis by the reduction of NiO/γ-Al2O3 catalyst in methane

The synthesis of carbon nanotubes (CNTs) via chemical vapour deposition of methane on NiO/γ-Al2O3 catalyst has been investigated. The reduction behavior of NiO/γ-Al2O3 by methane was studied using thermogravimetric (TG) and X-ray diffraction (XRD) techniques. It was found that the NiO supported on γ-Al2O3, was reduced to Ni⁰ in methane atmosphere in the temperature range of 710--770 ℃. The catalytic activity of NiO/γ-Al2O3 for CNTs synthesis by in situ chemical vapour deposition of methane during the reduction was also investigated. Scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) were used to observe the CNTs produced at various reduction temperatures. The results indicated that the reduction temperature exhibits obvious influence on the morphology and the yield of CNTs. CNTs with the diameter of about 20 nm were obtained at reduction temperature of 750 ℃, and higher reduction temperature (such as 800 and 850 ℃) led to an increase in CNTs diameter and a decrease in CNTs yield.     

碳纳米管负载氧化铝材料的制备及其吸附水中氟离子的研究

采用碳纳米管和硝酸铝制备了碳纳米管负载氧化铝新型除氟材料.X射线衍射检测发现,当焙烧温度低于850℃时,氧化铝为无定形态,当焙烧温度为1050℃时,氧化铝为α形态,扫描电子显微镜观察到碳纳米管与氧化铝均匀掺杂.同时用碳纳米管负载氧化铝复合材料进行水中氟离子的吸附研究,结果表明,该复合材料具有优良的除氟效能.氧化铝负载量为30%、焙烧温度为450℃条件下制备的碳纳米管负载氧化铝复合材料的吸附除氟能力是γ-氧化铝的2.0～3.5倍,与IRA-410聚合树脂的吸附除氟能力相当,适宜pH范围为5.0～9.0,吸附等温线符合Freundlich方程.     

TiO2-Al2O3复合载体的比较研究

对用混胶法和共沉淀法分别制备的ＴｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３复合载体（ＴｉＯ２含量为０．０８ｇ／ｇγ－Ａｌ２Ｏ３）进行了对比研究，采用的表征方法有ＸＲＤ，ＸＲＳ，ＬＲＳ等，得出的结论如下：两种载体均保持了γ－Ａｌ２Ｏ３的骨架结构，但ＴｉＯ２的分散状态不尽相同，混胶样品中ＴｉＯ２主要以表面富集的形式分散在γ－Ａｌ２Ｏ３表面，这有利于集二者的优点于一体，共沉淀样品中ＴｉＯ２趋于整个体相均匀分散，这有利于相互作用     

氧化镍与载体相互作用对乙烷氧化脱氢的影响

研究了担载型催化剂NiO／γ－Al2O3的乙烷氧化脱氧（ODHE）性能,发现在400－500℃的考察温区内,担载型NiO较纯NiO的乙烯选择性有较大提高,保持在80％～90％之间,其中含17％Ni的样品500℃时乙烷的转化率为31％,乙烯选择性达82％．XRD、H2-TPR及原位磁测量结果表明：催化剂的活性相是与载体相互作用较小的、处于表层的微晶态NiO,NiO中非化学计量氧仍为活性氧物种．催化剂焙烧温度的提高,一方面降低了活性相中非化学计量氧量,同时加剧了NiO与载体γ－Al2O3的相互作用,二者均使活性降低．O2－TPD研究表明：与纯NiO相比,在Nio／γ－Al2O3中,其非化学计量氧的脱附温度发生变化,其中,α氧脱附温度向低温移动约50℃,而对乙烯选择性有关的β氧的脱出则向高温区移动了约200℃,正好与反应温区对应,进一步证实非化学计量氧与ODHE反应之间存在对应关系,上述结果表明那些对氧化镍还原有一定的阻碍作用,尤其阻碍镍深度还原（Ni2 →Nio）的载体对促进反应的乙烯选择性是有利的．     

铁基氮掺杂碳纳米管制备及其电催化性能

利用化学原位聚合法制备聚吡咯包覆碳纳米管, 然后以硫酸亚铁铵盐为铁前驱体, 采用液相沉淀法制备聚吡咯-碳纳米管-铁化合物复合材料(Fe-PPy-CNTs), 通过对复合材料Fe-PPy-CNTs 热处理, 成功制备出铁基氮掺杂碳纳米管催化剂FeNCNTs. X射线衍射分析表明, 热处理使Fe-PPy-CNTs 复合物中Fe₃O₄向Fe₃N和Fe转化, 700 ℃热处理制备的FeNCNT700中铁主要是Fe₃O₄相, 但也有Fe相. 800和900 ℃热处理制备的催化剂FeNCNT800和FeNCNT900则明显有Fe₃N和Fe形成. 随着热处理温度升高, FeNCNTs 催化剂氮含量降低, 其含氮官能团也由吡咯型氮向吡啶型和石墨型氮转化. 电化学分析表明, 含有Fe₃N 的FeNCNT800 和FeNCNT900催化剂具有明显的氧还原催化活性, 其中, FeNCNT800因其具有高的比表面积、高的氮含量和高比例的有利于增强氧吸附能力和弱化O―O键的石墨氮官能团, 而表现出优于FeNCNT900氧还原催化活性及稳定性.