焙烧温度对Co3O4常温氧化CO催化性能的影响

采用液相沉淀法制备了Co3O4催化剂,用XRD、IR、TEM、CO滴定等表征技术和连续流动微反装置,考察了焙烧温度对Co3O4催化剂结构和催化性能的影响.结果表明,在研究的温度范围内催化剂均以单一的尖晶石结构存在,具有良好的CO氧化催化活性,经300℃焙烧的催化剂具有高的分散状态,有利于活性氧物种的形成和反应,在空速5000 h-1,CO体积分数0.5%的反应条件下常温可将CO完全转化500 min.焙烧温度高于或低于300℃均引起常温CO氧化性能的下降.通过对催化剂的抗水性试验和失活前后的XPS表征发现,催化剂的活性下降不是由于Co的价态变化引起的,而是由于水蒸气中毒.     

液固相水热法制备氧化硅纳米线

利用液固相水热反应方法, 以硅溶胶为硅源, 在三价铁辅助下与乙二胺的水溶液在180 ℃反应4 d后生成具有P21212空间群结构的单晶氧化硅纳米线. 用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和多晶X射线衍射对制备的样品进行了表征, 系统研究了有机胺、金属盐、反应时间及反应温度等条件对氧化硅纳米线生长的影响. 结果表明, 随着有机胺碳链的增长, 产物形貌逐渐由纳米线转变为纳米片; 金属阳离子的存在对纳米线形貌有较大的影响, 而阴离子的存在并不影响纳米线的生成; 过低的铁含量导致反应进行不完全, 而过多的铁盐加入则会导致反应中剩余铁氧化物吸附到氧化硅纳米线表面, 进而影响到产物纯度; 反应时间延长及反应温度的提高都有利于氧化硅纳米线的生长. 最佳反应条件为: 有机胺为乙二胺, 硝酸铁为铁源, 硅溶胶为硅源, 硅/铁摩尔比为1∶0.4, 乙二胺与水的体积比为8∶5, 温度为180 ℃.     

植物焦炭氧化中的平行反应及其动力学解析

通过建立多组分平行反应模型和开展非线性动力学解析, 理论上探索植物焦炭氧化中的平行反应以及其对焦炭氧化反应活性影响的机制. 运用高温管式炉并通入高纯氮气制备植物焦炭, 热处理温度分别设定为450、520和800 ℃. 运用同步热分析仪开展空气气氛中植物焦炭线性升温氧化实验, 并通过对热重和质量损失速率实验数据进行拟合以获取焦炭氧化动力学参数值. 解析结果证实, 对于低中热处理温度(450和520 ℃)制得的焦炭, 其质量损失速率及对应的热流率曲线的变化特征主要是由残留木质素、无定形碳及粗脂肪和粗蛋白等其它反应物质的平行氧化反应叠加而成; 当热处理温度达到800 ℃时, 焦炭中活性物质基本为无定形碳, 氧化则可简化为无定形碳的单步反应. 残留木质素氧化反应的活化能最低, 范围为86～147 kJ·mol^-1, 相应的温度作用区间为300～480 ℃; 无定形碳的活化能为174～208 kJ·mol^-1, 反应温度在370～520 ℃之间; 其它物质的反应活化能为214～225 kJ·mol^-1, 温度作用区间在420～510 ℃之间. 焦炭的氧化活性主要由残留木质素含量决定. 随着热处理温度升高, 残留木质素含量降低, 同时另两个反应组分的氧化活化能均有所增大, 导致焦炭的氧化反应活性下降.     

V-Ce/TiO2脱硝催化剂的SO2中毒机理研究

通过表相、体相硫组分的表征分析,结合不同温度下含硫气氛下的活性演变及原位红外研究,获得了VCe(0.1)/TiO2催化剂在180、240和300℃下含硫氛围的NH3-SCR反应中毒机理. 180℃下催化剂上沉积了大量的硫酸氢铵和少量的金属硫酸盐,共同导致在8 h内活性从77.8%降至51.2%,热再生后的活性测试结果表明硫酸氢铵的沉积导致了催化剂活性降低8.3%,金属硫酸盐的沉积导致了催化剂活性降低18.3%.原位红外结果表明中毒后催化剂在180℃下的NH3-SCR反应遵循L-H反应路径.随着温度升高至240、300℃,催化剂上沉积的硫酸氢铵逐渐减少,金属硫酸盐含量增加.不同温度下的抗硫活性结果表明,低温NH3-SCR反应需要较高的氧化还原性能,中高温NH3-SCR反应则需要较高的酸性,金属硫酸盐的生成导致了氧化还原性能降低、酸性增加,因此低温NH3-SCR活性大幅降低,中高温活性则能保持在100%.     

反应条件对乳液法自组装合成氧化锰纳米粒子结构、形貌和尺寸的影响

通过改变反应物物质的量比、分散相与连续相体积比、反应体系温度和煅烧后处理温度,研究了反应条件对乳液法自组装合成氧化锰纳米粒子结构、形貌和尺寸的影响.结果表明:当高锰酸钾与油酸物质的量比在1∶5～1∶1之间时,形成蜂窝状纳米粒子和空心纳米粒子;当分散相(油酸)与连续相(水)的体积比为4∶200时,形成良好的空心球纳米结构;反应体系温度升高不利于产物的洗涤;不同温度的煅烧后处理不仅影响氧化锰纳米粒子的形貌,而且影响其结晶度和晶型.     

汽油中正戊硫醇的催化空气氧氧化脱除Ⅰ．CuZnAl复合氧化物催化剂的催化活性

以CuZnAl复合氧化物为催化剂,以空气为氧化剂,在固定床反应器中进行了模拟汽油中正戊硫醇的催化空气氧氧化脱除反应.考察了空速、氧气/硫比和反应温度等因素对脱除正戊硫醇效果的影响.结果表明,正戊硫醇的脱除可以在重时空速为50~70h-1,反应温度为150和300℃下高效地进行,在100h内正戊硫醇的转化率维持在90%以上.正戊硫醇氧化在150℃下发生二聚生成二聚物;在300℃下反应初期以深度氧化生成SO2为主,但随着反应时间的延长深度氧化反应逐渐减弱而二聚反应逐渐增强.     

锆基非晶质合金在300～500℃空气中之氧化行为研究

本研究探讨锆基块状非晶质材料(Zr＿30Cu＿10Al＿5Ni)在空气中于300～500℃下之氧化行为.结果显示,非晶质合金之腐蚀动力学在300℃表现为直线型规律,350～425℃遵从抛物线型规律且氧化速率随温度上升呈现相对下降的趋势,但500℃时呈现复杂而不规则氧化行为.此外,非晶质合金氧化后生成的氧化物在300℃下皆为正方晶之ZrO2,当温度T≥350℃时,以正方晶结构之ZrO2为主,单斜晶之ZrO2和CuO次之.     

胜利褐煤低温氧化过程中微结构的转化特性研究

选用内蒙古的胜利褐煤作为研究对象,通过固定床反应装置对褐煤进行不同温度(200-300℃)下的低温氧化,利用FT-IR、Raman和XPS等方法对氧化处理后煤样的结构进行了表征,考察了不同温度下低温氧化对褐煤微结构和质量变化的影响,并利用热重分析仪研究了氧化后煤样的燃烧反应性能。结果表明,温度对低温氧化过程中胜利褐煤的质量变化率影响较大,低于220℃时,褐煤的质量变化率很小,高于220℃时,质量变化率有明显的改变。特别在220-230℃,煤样的质量变化率由5. 80%(220℃)突变为42. 55%(230℃)。FT-IR/Raman/XPS表征结果显示,220℃氧化后的煤样中有明显的苯醌类结构形成,此结构的形成使苯环骨架C=C的伸缩振动吸收峰发生红移,且Raman谱图中D峰位置偏移,D峰和G峰两峰间距增大。氧化温度低于220℃的煤样表面C-O-和C=O的含量均增加,推测煤样在220-230℃质量变化率的突变主要与苯醌类结构的氧化分解有关。     

固化剂对环氧树脂/聚砜共混物层状结构形成的影响

不同含量的聚砜(PSF)对环氧树脂(EP)/PSF共混物相结构有重要影响,通过对反应分相后的样品进行断面观察,发现一定PSF含量时,体系形成了层状结构.这种层状结构通常为3层,包括上下2个外层、由聚砜和环氧树脂的颗粒-基体结构组成,以及1个双连续结构形成的中间层.研究表明,这种层状结构由反应诱导相分离开始之初形成的双连续结构发展而来,由于反应和相分离的进一步发展热塑性树脂富集相的体积分数逐渐减小、以及组分间的动力学不对称而最终形成的.在一定PSF浓度范围内,不同温度固化样品时均得到了这种层状结构.改变固化剂类型,层状结构的形貌受到影响,当固化剂活性较高时,外层变薄中间层增厚.当组分间的相容性较好时,双连续结构甚至不能演化发展到层状结构.     

Fe2O3/LaNiO3载氧体在化学链制氢中应用的可行性研究

采用柠檬酸络合法制备了Fe2O3/LaNiO3复合氧化物,将该氧化物作为化学链制氢反应的载氧体,对燃料反应器温度、蒸汽反应器温度、剂烷比(Fe2O3/CH4)、进水量等工艺条件进行了考察。实验结果表明:燃料反应器温度达到800℃以上甲烷都可以全部转化,燃料反应器温度、剂烷比和进水量对氢气产量影响比较大。在燃料反应器温度为850℃、蒸汽反应器温度为900℃、常压、剂烷比为2/1,进水量为0.1 mL时对载氧体进行连续60次氧化-还原循环,结果是前57次循环载氧体稳定性非常好,从第58次循环开始氢气产量迅速下降,结合XRD和TEM表征发现载氧体在高温下连续进行氧化-还原反应,导致部分载氧体结构发生分解,失去了原来结构具有很强的储氧-释氧能力,导致氢气产量下降,稳定性变差。     

纳米钒铬复合氧化物的溶剂热合成、表征及催化2,6-二氯甲苯氨氧化反应（英文）

甲基芳烃气相氨氧化反应制备对应的芳香腈被认为是丙烯氨氧化制备丙烯腈之后化工领域又一重大进展,芳香腈是重要的精细化学品,广泛应用于医药、农药、颜料、染料、橡胶、光电材料等领域.其中2,6-二氯甲苯氨氧化反应制备2,6-二氯苯腈是特别重要的反应,2,6-二氯苯腈工业上可用于制备高效除草剂、杀菌剂及各种特种工程塑料;然而相较于其它的甲基芳烃,2,6-二氯甲苯由于甲基邻位有两个较大位阻且较强吸电子的氯原子影响,甲基活性较低,较难发生氨氧化反应,原料转化率和产品收率均较低.本课题组一直致力于发展高活性和选择性的氨氧化催化剂以及有效的策略实现甲基芳烃高效转化为芳香腈,我们曾以硅胶负载的钒磷氧化物(VPO/SiO_2)和钒铬氧化物(VCrO/SiO_2)为催化剂,成功实现了2,6-二氯甲苯氨氧化反应制备2,6-二氯苯腈.钒铬复合氧化物(VCrO)具有广泛的应用,可用于多相催化、气体传感、能量储存等领域.VCrO通常通过高温固相反应制备,然而一般得到的是混合相,产品形态和颗粒大小也不能很好控制;当用于氧化或氨氧化反应时,需要较高的反应温度,原料也容易发生过度氧化,导致积碳及活性降低.我们以V_2O_5和CrO_3为原料,在醇或者醇水溶液中于180℃进行溶剂热反应制备了无定形的VCrO前驱体,然后将前驱体在不同温度下氮气气氛中煅烧,产品通过粉末X射线衍射、透射电镜和X射线光电子能谱等进行表征.当以甲醇或甲醇水溶液为溶剂热反应介质,并且前驱体700℃进行煅烧后,产品为纯的正交晶系CrVO4纳米晶相;当以甲醇为溶剂时,CrVO_4晶相的尺寸大约为500 nm;而改为甲醇水溶液为溶剂时,产品尺寸急剧减小到50 nm以下,而且通过改变甲醇和水的体积比分别为10:1,5:1,1:1和1:5时,CrVO_4纳米晶相的尺寸从50 nm逐渐减小到30,20和10 nm,能够进行有效调控.据我们所知,这是首次合成纯的CrVO_4纳米晶相.我们以该纳米CrVO4为催化剂催化2,6-二氯甲苯氨氧化反应制备2,6-二氯苯腈,在335℃的相对较低温度下反应,原料转化率为84%,产品收率为75%;进一步升高温度到390℃,原料转化率为99%,产品收率可达81%.在所有已报道的二元复合氧化物催化剂中,纳米CrVO_4显示了最高的催化活性,主要归功于它较小的粒子尺寸、较大的表面积和更多暴露的活性中心     

锆基非晶质合金在300—500℃空气中之氢化行为研究

本研究探讨锆基块状非晶质材料(Zr-30Cu-10Al-5Ni)在空气中于300-500℃下之氧化行为．结果显示，非晶质合金之腐蚀动力学在300℃表现为直线型规律，350-425℃遵从抛物线型规律且氧化速率随温度上升呈现相对下降的趋势，但500℃时呈现复杂而不规则氧化行为．此外，非晶质合金氧化后生成的氧化物在300℃下皆为正方晶之ZrO2，当温度T≥350℃时，以正方晶结构之ZrO2为主，单斜晶之ZrO2和CuO次之．     

多孔SiC陶瓷微孔道内合成Silicalite-2分子筛膜

榉木经高温热解转化为生物碳模板, 通过液相渗硅反应工艺制备了保持木材微观结构的多孔SiC陶瓷. 在生物形态多孔SiC陶瓷载体上采用原位沉积晶种-二次生长法在其微孔道内壁形成了一层5 μm厚的Silicalite-2分子筛膜. 利用XRD, SEM和BET对复合材料的相组成、微观结构和比表面积进行了表征, 研究了水热晶化温度对原位沉积晶种和二次生长成膜的影响. 经原位沉积(120 ℃, 36 h)晶种涂层后在载体孔道表面形成了一层球形颗粒堆积的连续晶种层, 经170 ℃, 36 h的二次生长, 晶种不断长大并交织生长形成连续致密单层分子筛膜. 在多孔SiC陶瓷微孔道中沿垂直于载体表面方向形成了一层对齐排列的Silicalite-2棒状晶体, 颗粒生长主要沿晶体的最长轴[101]方向进行. Silicalite-2/SiC复合孔结构材料的微孔体积为0.013 cm³/g, BET比表面积为43.2 m²/g, 而相应的分子筛负载量为9.5%.     

水热反应温度对三维还原氧化石墨烯的形貌、结构和超级电容性能的影响

以氧化石墨凝胶制备的氧化石墨烯溶胶为前驱体,在120-220°C条件下,采用水热法制备了系列不同还原程度的三维还原氧化石墨烯,采用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外(FTIR)光谱,X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试等手段研究了水热反应温度对材料形貌、结构和超级电容性能的影响.结果表明:采用水热法制备的三维还原氧化石墨烯呈多孔网状结构,材料的体积和内部网状孔径随着水热反应温度的升高而减小;同时,氧化石墨烯的还原程度随反应温度的升高而增加,有序度提高,其结构逐渐向着类石墨结构转化;而材料的比电容和能量密度则随反应温度的升高呈现出先增大后减小的趋势,且均以双电层电容为主;相比之下,当水热反应温度为180°C时,制备的三维还原氧化石墨烯具有最佳的超级电容性能,在电解液为6mol·L-1的KOH溶液中,0.5A·g-1电流密度下其比电容达到315 F·g-1,10 A·g-1时仍能保持212 F·g-1的高比容量,能量密度为40.5Wh·kg-1,5000次循环后比电容保持率为86%,表现出了良好的电化学性能.     

氧化铈在非贵金属氧化物催化剂中的作用(Ⅴ)─热环境对Cu－Mn－Ce－O催化剂性能的影响

研究了热环境对Cu-Mn-Ce-O催化剂表面积、结构、氧性能及对甲苯催化氧化活性的影响。发现CeO₂作为助催化剂,对延缓氧化铝载体的表面收缩几乎没有作用,但能阻止催化剂中CuMn₂O₄尖晶石的生成,防止无定型活性相在高温环境中的烧结,提高催化剂水热稳定性能,尤其在温度高于800℃时,效果尤佳,合适的Ce/Cu原子比为0.38～0.44.     

焙烧温度对Pd-Cu/凹凸棒土CO常温催化氧化性能的影响

以凹凸棒土(APT)作载体,采用等体积浸渍法制备了Pd-Cu/APT催化剂,以CO氧化为探针反应,在连续流动微反装置上,考察了焙烧温度对催化剂CO常温催化氧化性能的影响。通过N2-物理吸附、XRD、TG、FT-IR和H2-TPR等手段对催化剂的结构和性质进行了表征。结果表明,随焙烧温度升高,Pd-Cu/APT中载体逐步脱水,进而引起催化剂结构和织构变化,其中,Cu物种由Cu(OH)Cl逐渐向CuO转变,同时,高分散的Pd物种与Cu物种间相互作用先增强后减弱。经300℃焙烧的催化剂比表面积大,Cu物种以Cu(OH)Cl形式存在,且具有良好的分散状态,与Pd物种之间产生较强的相互作用,显著提高了其还原性能。在空速6 000 h-1、CO体积分数0.5%、水蒸气体积分数3.3%的反应条件下,常温可将CO完全转化800 min以上。焙烧温度高于或低于300℃均引起CO常温催化氧化性能的下降。     

臭氧氧化优尼素红B-B染料废水及脱色动力学研究

研究了在鼓泡反应器中,臭氧氧化优尼素红B-B模拟染料废水在10~70℃范围内的脱色反应动力学.发现并解释了不同温度下出现的反应速率交叉现象,利用紫外可见分光光度法定量分析染料特征颜色(浓度)变化情况.结果表明,在不同温度下,表观脱色反应动力学都符合一级动力学规律,相关系数都达到了0.95以上.40℃下,反应速率常数为0.011 83 s~(-1),臭氧氧化脱色过程符合y=exp(0.521-0.014x+5.02×10~(-6)x~2)方程.随着温度的升高,臭氧在高温下氧化染料的反应速率小于臭氧的分解速率,低温时臭氧氧化的速率高于臭氧的分解速率,导致高温下氧化速率变慢.在40~50℃时,臭氧氧化优尼素红B-B染料废水脱色率最高,利用紫外可见分光光度法对氧化后废水进行分析,结果表明脱色率达到了99.5%.     

热响应性磁性复合微粒的制备及性质

滴定水解法制备的Fe3O4磁流体,与单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和α-甲基丙烯酸(MAA),在一定的条件下沉降聚合,制备了Fe3O4/P(NIPAM-MAA)复合微粒.对其形态及性能进行研究表明,复合微粒呈现核壳结构的规则球形,溶胀态和收缩态的平均粒径分别为334.7nm和141.5nm.复合颗粒中的Fe3O4颗粒质量分数为1.9%,当外磁场为104Oe时,复合微粒的饱和磁化强度(Ms)为0.6306emu/g.分散在水溶液中的复合微粒在30℃～36℃之间发生了体积相转变,表现出温度敏感性.在低pH溶液中的体积相转变十分显著,随pH逐渐增大,其体积相转变温度(VPTT)显示向高温迁移.     

煤的高温灰在加热过程中的行为研究

本文选用两种不同成份的高温灰,对煤灰的加热行为和熔融性质进行试验研究。结果表明,在氧化气氛中,在高温作用下,灰中无机组份彼此之间要发生复杂反应和相变转移。1200℃时煤灰内矿物只有石英、斜长石、赤铁矿和莫来石存在。在还原气氛条件下,煤灰在低于灰熔点温度前已形成大量液相。本文对不同温度下形成的煤灰矿物组成用X射线衍射分析和扫描电子显微镜,观察其物相变化趋势。     

双酚A型氰酸酯树脂/端羧基丁腈橡胶共混物的结构与性能

用液体端羧基丁腈橡胶（CTBN）对双酚A型氰酸酯树脂（BCE）进行增韧改性,用红外光谱、扫描电子显微镜,动态力学能谱仪等分析手段表征共混物的微观结构,测定其力学性能、耐热性等.结果表明,CTBN增韧BCE树脂体系可形成典型的海岛状共混结构;当平均粒径为2～3μm时,增韧效果最佳;当CTBN加入10份时,冲击强度提高150%,最大失重率所对应的温度只下降3.5℃;动态力学性能分析证明BCE/CTBN共混物是一个多相体系,存在橡胶CTBN相、BCE相和以BCE为主的BCE/CTBN共聚相、以CTBN为主的BCE/CTBN共聚相.