前体法制备铜锰催化剂及其变换反应催化性能的研究

采用水热法合成出碱式醋酸铜（Cu2（OH）3（OCOCH3）.H2O）,以碱式醋酸铜为前体,经离子交换、焙烧制得铜锰催化剂.利用XRD、SEM/TEM、FT-IR、TG/DTA、低温氮气吸脱附、TPR等对样品进行表征,并考察了铜锰催化剂在水煤气变换反应中的催化性能.结果表明,所合成的碱式醋酸铜为典型层状化合物,其层间距为0.93 nm,经MnO4-离子交换后,层间距变为0.74 nm.不同焙烧温度的离子交换产物经变换反应后主相均为单质铜,随焙烧温度的升高,铜的结晶度逐渐增加,1 000℃时铜的结晶度减小,1 000℃样品的催化活性显著高于其它温度焙烧的样品,且热稳定性良好.     

Synthesis of biodiesel from rapeseed oil catalyzed by Ca/A1 solid base

采用共沉淀法制备了Ca/Al复合氧化物固体碱催化剂,考察了沉淀剂种类、Ca/Al摩尔比、沉淀温度、溶液pH值、老化时间和焙烧温度等制备条件对其催化剂活性的影响.采用正交实验方法得到制备Ca/Al复合固体碱催化剂前躯体的最佳制备条件为,沉淀剂NaOH,Ca/Al摩尔比为3,沉淀温度为60℃,沉淀过程中pH值保持在10,在90℃老化18h.在该最优条件下制备的催化剂前驱体主要以Ca4Al2 O6(NO3)2· 10H2O晶相存在,在N2气保护下300℃焙烧2h后,催化剂形成高分散钙铝复合氧化物,且碱性强度达到26.5以上.在催化菜籽油和甲醇的酯交换反应中,菜籽油的转化率达到95％,脂肪酸甲酯的质量分数为95.9％.     

铜锰盐前驱体对铜锰催化剂变换反应活性的影响

以硝酸铜锰、硫酸铜锰、醋酸铜锰和氯化铜锰盐为前驱体,采用共沉淀法制备了铜锰催化剂,利用XRD、TPR、STPR(表面氧化程序升温还原)、TPD和XPS等对样品进行了表征,并考察了其水煤气变换反应催化性能。结果表明,所制备的催化剂主晶相均为尖晶石结构的Cu1.5Mn1.5O4金属固溶体,经变换反应后均被还原分解为Cu和Mn 2O,其中以醋酸铜锰盐制备得到的样品出现了较为明显的MnCO3特征衍射峰。醋酸铜锰盐制备的样品因单质铜和氧化锰协同效应良好,可显著增加对CO2的吸附能力,提高其表面铜的分散性,具有良好的热稳定性和低温变换反应活性。以硝酸铜锰盐制备的样品在400-450℃维持了较高的热稳定性及催化活性,但在300℃以下CO转化率明显下降,而以硫酸铜锰盐及氯化铜锰盐制备的样品在200-450测试温区内催化性能较差。     

镧、锰掺杂改性CeO2-ZrO2-Al2O3固溶体的性能

采用共沉淀法制备了一系列La, Mn共掺杂的CeO2-ZrO2-A12O3(CZA)复合氧化物, 采用BET, XRD, H2-TPR, XPS和XRF等方法对样品进行表征. 结果表明, 全部样品均形成了稳定的CZA固溶体, 经600 ℃焙烧后表现出良好的织构性能, 1000 ℃老化后, La, Mn共掺杂样品具有最佳的高温稳定性; H2-TPR测试表明, La, Mn之间存在正协同效应, 共掺杂的样品具有最佳的低温还原性能和高温稳定性; XPS结果表明, 掺杂La可有效抑制在焙烧过程中Mn向表面的迁移, 从而保持较高的表面吸附氧浓度.     

低温水煤气变换催化剂Cu/ZrO_2的制备、表征与性能

以水热法制得的纯单斜相ZrO2为载体,采用沉积沉淀法制备了一系列具有良好水煤气变换反应活性的Cu/ZrO2催化剂.并通过X射线粉末衍射、N2物理吸附、H2程序升温还原、X射线荧光元素分析、高分辨透射电镜和扫描电镜等手段考察了制备参数对Cu/ZrO2催化剂结构的影响,探讨了其结构与性能的关系.结果表明,CuO负载量、沉淀温度、沉淀剂种类和焙烧温度均在一定程度上影响了催化剂活性组分的晶粒大小、分散状态、织构性质及载体与活性组分间的相互作用,从而影响催化剂活性.催化剂制备的适宜条件为:CuO负载量25%,沉淀温度65oC,KOH为沉淀剂,在H2气氛300oC焙烧2h.     

CuAl水滑石的合成及其催化活性

以Cu(NO3)2.6(H2O)和A l(NO3)3.9(H2O)为原料,NaOH和Na2CO3为沉淀剂,通过低过饱和共沉淀法合成了CuAl系列的碳酸根型水滑石,其结构经XRD,IR及TG-DTA表征。于55℃焙烧24 h后发现其复合氧化物对乙醇催化脱水、脱氢反应有一定的活性。     

不同沉淀剂对Ce0.65Zr0.35O2复合氧化物性能的影响

本文选用不同沉淀剂,用共沉淀法制备了稀土储氧材料Ce0.65Zr0.35O2复合氧化物,对用不同沉淀剂制备出的氧化物样品进行了XRD,BET,OSC和H2-TPR的测试和分析。结果表明,用不同沉淀剂制备出的氧化物,均为立方相的铈锆固溶体,经1000℃5小时老化后也无相的分离;以(NH4)2CO3和NH3.H2O的混合物为沉淀剂制备出的氧化物有最大的比表面积,经600℃焙烧后高达120m2/g以上;并且样品具有良好的储氧性能及低温还原能力。     

钴镁铁水滑石的合成、表征及衍生复合氧化物酸碱催化活性研究

以Co(NO3)2.6(H2O)、Mg(NO3)2.6(H2O)和Fe(NO3)3.9(H2O)为原料,以NaOH和Na2CO3为沉淀剂采用低过饱和共沉淀法合成了CoMgFe系列的碳酸根水滑石,通过XRD,IR,TG-DTA,等手段对样品进行测试和表征,X-衍射结果显示,其M2 /M3 投料物质的量比为2-4得到的水滑石为理想构型。经焙烧后,发现其复合氧化物对乙醇催化脱水、脱氢反应有一定的活性。     

关于氢氧化铜与氨水的反应

高中和大学的化学教材上都断言:Cu（OH）2易溶于 NH3·H2O。但实际上这个反应不那么容易进行。有关实验如下:1.混合 CuSO4溶液和 NaOH 溶液得Cu（OH）2沉淀（实际上是碱式硫酸铜）。往含Cu（OH）2的溶液中加过量 NH3·H2O（2mol/dm3）也不易得到如书上所说的澄清的深蓝色溶液。若改用6mol/dm3的 NH3·H2O,仍不易得到澄清的深蓝色溶液。表明加大反应物浓度对这个反应的影响不明显。既然加大反应物浓度无济于事,是否反应物有错?     

催化苯甲醇液相氧化反应的高效无定形氧化锰催化剂

研究了焙烧温度对无定形氧化锰的织构及其催化苯甲醇液相氧化反应性能的影响.结果表明,在焙烧温度不高于400℃的条件下,MnOx均保持无定形结构,进一步提高焙烧温度会促使无定形MnOx转变为晶相的OMS-2和Mn2O3.不同氧化锰催化剂的质量比活性随焙烧温度的升高而逐渐降低,无定形MnOx比晶相氧化锰(OMS-2,γ-MnO2和Mn2O3)具有更高的质量比活性,而110℃干燥的无定形氧化锰具有最高的活性.H2-程序升温还原研究表明,氧化锰的起始还原温度与其质量比活性之间存在线性逆变关系,表明氧化锰的还原性能是决定其催化活性的关键因素.     

Measurement of Solid-liquid Equilibria in Quaternary System Li+, K+//SO42-, B4O72--H2O at 288 K

In order to utilize the brine resources in China, the solid-liquid equilibria in quaternary system Li⁺, K⁺//SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O at 288 K was studied by the isothermal solution equilibrium method. Solubilities and densities of solutions were determined experimentally. According to the experimental data, the equilibrium phase diagrams, density-composition diagram and corresponding water content diagram of the quaternary system were plotted. Double salt KLiSO₄ was found in the reciprocal quaternary system Li⁺, K⁺//SO₄^2-, B₄O₇^2--H₂O at 288 K. The quaternary system has three invariant points, seven univariant curves and five fields of crystallization. The five crystallization regions correspond to Li₂B₄O₇·3H₂O, Li₂SO₄·H₂O, K₂B₄O₇·4H₂O, K₂SO₄ and KLiSO₄, respectively. The crystallization field of salt Li₂B₄O₇·3H₂O is the largest, whereas that of Li₂SO₄·H₂O is the smallest. The experimental results show that Li₂SO₄·H₂O has a strong salting-out effect on other salts.     

Solvothermal Preparation of Mn3O4 Nanoparticles and Effect of Temperature on Particle Size

Hausmannite Mn₃O₄ nanoparticles were successfully prepared via a facile one-step solvothermal route with Mn(CH₃COO)₂·4H₂O as manganese source in the mixed solvent of acetone and water. Powder X-ray diffraction(XRD), Fourier transform infrared(FTIR) spectrometry and transmission electron microscopy(TEM) were used to characterize Mn₃O₄ nanoparticles. It was found that the particle size could be tailored by varying the synthesis temperature. On the whole, the particle size becomes larger with the rising of solvothermal reaction temperature. But there is no linear relation between them. According to the different temperatures(60-140℃), the average particle size is from about 9 nm to 15 nm. Magnetic properties of Mn₃O₄ samples prepared at 60, 100 and 140℃ were studied via a superconducting quantum interference device(SQUID), respectively.     

Synthesis,Structure and Characterization of Three Metal Molybdate Hydrates: Fe(H2O)2(MoO4)2·H3O,NaCo2(MoO4)2(H3O2)and Mn2(MoO4)3·2H3O

Three metal molybdate hydrates,Fe(H2O)2(MoO4)2·H3O(FeMo),NaCo2(MoO4)2(H3O2)(CoMo)and Mn2(MoO4)3·2H3O(MnMo),were synthesized by the mixed-solvent-thermal methods and characterized by singlecrystal X-ray...     

Four Coordination Polymers Assembled with a New Biscarboxyl-functionalized Schiff Base Ligand

Based on a new biscarboxyl-functionalized Schiff base ligand 1,2-cyclohexanediamino-N,N'-bis[3-methoxyl-5-(p-carboxyl-phenylazo)] salicylidene(H₄L), four polymers,[(CH₃)₂NH₂]₂·[Mn₃(L)₂(H₂O)₄]·2DMF(CP1),[Fe₂(L)(H₂O)(DMF)](CP2),[(CH₃)₂NH₂]·[Cu(HL)]·H₂O(CP3) and[Ni₂(L)(teta)]·2DMF·H₂O(CP4), have been synthesized(teta=5,5,7,12,12,14-hexamethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane). In CP1, both of the internal[N₂O₂] pocket and the external carboxylate groups of L^4- anion are ligated by Mn²⁺ ions, and the structure displays a layer. In CP2, the Fe²⁺ cations are linked by L^4- anions to form a binuclear double chain. CP3 displays a[Cu₂(HL)₂] dimer. In CP4, the Ni²⁺ ions are connected by L^4- anions to form a chain. The structures are further linked by hydrogen bonds to form 2D or 3D supramolecular architectures, respectively. CP1 exhibits adsorption ability to three organic dyes.     

NiO/Mn3O4整体式催化剂催化分解臭氧的性能

将原料Ni(NO₃)₂·6H₂O、Mn₃O₄粉末和拟薄水铝石用球磨机球磨,以所得的浆料浸渍堇青石,经过焙烧,得到不同比例的NiO/Mn₃O₄催化剂。 通过催化分解臭氧活性测试发现,在空速为20000 h^-1时, 30NiO/Mn₃O₄(NiO占总质量的30%)催化剂的活性最高,臭氧分解率达到98%,催化剂活性稳定。 当提高空速为40000 h^-1,50NiO/Mn₃O₄(NiO占总质量的50%)催化剂的活性最高,臭氧分解率在90%左右,并且出现失活现象。 通过X射线衍射(XRD)、程序升温(TPR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、BET比表面积法等表征,发现Mn₃O₄和NiO复合催化剂的比表面积大于单一金属氧化物催化剂的比表面积并且在Mn₃O₄和NiO复合催化剂中Mn₃O₄与NiO发生电子相互作用。 催化剂中的Mn₃O₄与NiO的协同催化作用。 使得Mn₃O₄与NiO混合物催化剂的还原温度降低,分解臭氧(O₃)活性提高。     

Cu/Co/Mn基氧载体释氧动力学及机理研究

以溶胶凝胶法制备了CuO/CuAl₂O₄、Co₃O₄/CoAl₂O₄以及Mn₂O₃/Al₂O₃氧载体,在流化床反应器中CO₂气氛下研究了不同温度下氧载体释氧特性,并通过分析得到各氧载体的释氧动力学机理函数、活化能及指前因子等重要参数。释氧过程中,氧载体CuO/CuAl₂O₄中CuO、CuAl₂O₄均为活性相,释氧后转化为Cu₂O及CuAlO₂,而Co₃O₄/CoAl₂O₄及Mn₂O₃/Al₂O₃中CoAl₂O₄和Al₂O₃均为惰性相,仅有Co₃O₄和Mn₂O₃参与释氧并分别转化为CoO和Mn₃O₄。三种氧载体的释氧过程均可由成核-核生长机理描述,释氧初期氧载体经化学反应形成新的活性核心,随后活性核心聚集形成还原态的氧载体团簇。各氧载体释氧的机理函数G(x)有不同的表达式,CuO/CuAl₂O₄、Co₃O₄/CoAl₂O₄、Mn₂O₃/Al₂O₃释氧的活化能E分别为226.37、130.06和65.90 kJ/mol,相对应的指前因子A分别为2.99×10⁶、4.96×10³和27.37 s^-1。     

对苯二甲酸根桥联的双铜(Ⅱ)和双锰(Ⅱ)配合物的合成和长程磁交换作用

合成和表征了4种新型配合物[Cu₂(TPHA)(NO₂-Phen)₁](ClO₁)₂·H₂O、[Cu₂(TPHA)(Me-bpy)₁](ClO₁)₂、[Mn₂(TPHA)(NO₂-Phen)₁](ClO₁)₂·2H₂O和[Mn₂(TPHA)(Me-bpy)₁](ClO₁)₂(TPHA:对苯二甲酸根阴离子;NO₂-Phen:5-硝基-1,10-菲绕啉;Me-bpy:4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶).测定了配合物的变温磁化率,并求出了交换积分J分别为-5.04、-6.52、-0.68及-0.73cm^-1.     

铝源对Ni/Al2 O3催化剂结构及其CO2-CH4重整性能的影响

以三种不同铝源采用溶液燃烧法制备了系列Ni/Al_2O_3催化剂,通过XRD、H_2-TPR、NH_3-TPD、N_2吸附-脱附、TGDTG和TPH等分析方法对反应前后催化剂进行了表征,研究了铝源对Ni/Al_2O_3催化剂结构、表面性质及其CO_2-CH_4重整性能的影响。结果表明,以Al(NO_3)_3·9H_2O为铝源制备的NiNO-AlNO催化剂比表面积较大,达102 m~2/g;高温还原峰面积大,峰型更为弥散;且载体Al_2_O_3具有一定的结晶性。而以Al_2(SO_4)_3·18H_2O和AlCl_3·6H_2O为铝源制备的NiNO-AlSO和NiNO-AlCl催化剂,其载体以无定型Al_2O_3存在,活性组分Ni晶粒粒径大、分散性差,还原峰面积较小,与载体的相互作用较弱。其中,由于硫酸铝较为稳定,需要在更高温度下才能转化为Al_2O_3,且所制备NiNO-AlSO催化剂中残留有含硫物质,使得其表面酸性较强。评价结果显示,NiNO-AlNO催化剂活性较高,稳定性好,CH4转化率为31.21%,CO_2转化率为48.97%。积炭分析结果发现,NiNO-AlNO催化剂表面积炭量最少,沉积炭主要以无定型态存在,具有良好的抗积炭性能。     

掺稀土的LiM0.02Mn1.98O4锂离子电池正极材料

自1991年Ohzuku[1] 、 Tarascon[2]等成功地将LiMn2O4用于锂离子电池正极以来, 人们对尖晶石LiMn2O4的电化学性质进行了广泛的研究[3]. 尖晶石LiMn2O4的一个缺点是充放电过程中, 特别在较高温度(如50 ℃)下, 其容量下降明显. Zhou等[4]详细研究了该过程, 发现造成容量下降的主要原因是充电状况下正极LiMn2O4的溶解, 由于Jahn-Taller效应生成不稳定的两相结构以及电解液的分解等. 为了提高LiMn2O4的充放电循环稳定性, 人们除了优化合成条件和溶液组分外, 主要采用添加少量掺杂元素(M), 部分替代LiMn2O4中的Mn, 制得LiMxMn2-xO4, 以抑制溶解和Jahn-Taller效应引起的结构变化.     

Mechanism of Lithium and Cobalt Recovery from Spent Lithium-ion Batteries by Sulfation Roasting Process

Different from the traditional pyrometallurgical recovery process of Li and Co from spent lithium-ion batteries, a new recovery method for Li and Co was established by converting LiCoO₂ into water-soluble metal sulfates by roasting a mixture of LiCoO₂ and NaHSO₄·H₂O. The evolution law of the mixture with increased roasting temperature was investigated by thermogravimetry-differential scanning calorimetry(TG-DSC), in situ X-ray diffraction(XRD), XRD, and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS). The results show that the phase transition of LiCoO₂ mixed with NaHSO₄·H₂O with increased temperature proceeded as follows:LiCoO₂, NaHSO₄·H₂O→LiCoO₂, NaHSO₄→Li_1-xCoO₂, LiNaSO₄, Na₂S₂O₇, Na₂SO₄→Li_1-xCoO₂, Co₃O₄, LiNaSO₄, Na₂SO₄→Co₃O₄, LiNaSO₄. The reaction mechanism of this roasting process may be as follows:LiCoO₂+NaHSO₄·H₂O→1/2Li₂SO₄+ 1/2Na₂SO₄+1/3Co₃O₄+1/12O₂+3/2H₂O, Li₂SO₄+Na₂SO₄=2LiNaSO₄.