Al含量对Pt-S2O82-/ZrO2-Al2O3型固体超强酸催化剂异构化性能的影响

通过向S₂O₈^2-/ZrO₂催化剂中同时引入适量的Pt和Al₂O₃, 制备出了具有较高催化性能和高稳定性的Pt-S₂O₈^2-/ZrO₂-Al₂O₃型固体超强酸催化剂. 以正戊烷异构化反应为探针, 考察了Al含量对催化剂的异构化性能的影响, 并采用XRD, BET, FTIR, TPR, TG-DTA, NH₃-TPD和ICP手段对催化剂进行了表征. 结果表明, Al能够延迟ZrO₂的晶化温度, 抑制硫的分解; Al能够增加催化剂的比表面积, 增强硫氧键的结合, 提高催化剂的还原性能, 增加催化剂的酸强度和酸总量. 当Al₂O₃质量分数为2.5%时, Pt-S₂O₈^2-/ZrO₂-Al₂O₃固体超强酸催化剂的催化活性最高, 正戊烷异构化收率可达60.02%, 选择性在98.2％以上.     

SO42-/ZrO2和SO42-/Al2O3-ZrO2催化剂上的正戊烷反应

研究了添加Al对SO₄^2-/ZrO₂超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和正戊烷反应性能的影响,考察了活化温度、反应温度、Al含量和载Pt对催化剂活性和选择性的影响.SO₄^2-/Al₂O₃ZrO₂催化剂的酸强度与SO₄^2-/ZrO₂基本相当,但超强酸位比后者多,未载Pt时正戊烷反应活性和稳定性明显高于后者.负载Pt后,正戊烷异构化选择性和稳定性大大提高,但Pt/SO₄^2-/Al₂O₃ZrO₂催化剂的反应活性与Pt/SO₄^2-/ZrO₂相近,Al的促进作用不明显.     

Al源种类对微乳液法制备固体超强酸催化剂异构化性能的影响

分别以拟薄水铝石、γ-Al₂O₃、Al₂O₃、Al(NO₃)₃·9H₂O为Al源,通过微乳液法制备了一系列Pt-S₂₈O^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂,并利用XRD、FT-IR、BET、H₂-TPR等手段对其进行了表征,考察了Al源种类对Pt-S₂₈O^2-/ZrO₂-Al₂O₃固体超强酸催化剂结构和酸性的影响,并以正戊烷异构化反应为探针,考察了Al源种类对催化剂异构化性能的影响。结果表明,不同Al源制备的催化剂均能够稳定ZrO₂四方晶相,增大催化剂的比表面积;除以拟薄水铝石为Al源制备的催化剂外,其他催化剂的氧化还原性能均有所提高。以Al(NO₃)₃·9H₂O为Al源制备的催化剂具有最大的比表面积和更多的超强酸,表现出最佳的异构化性能,在反应压力2.0 MPa、氢烃物质的量比4∶1、质量空速(WHSV)1.0 h^-1、反应温度220 ℃条件下,异戊烷产率达到59.5%。     

SO42-/MxOy型固体超强酸催化剂研究(Ⅰ)

合成了一种新的SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸-SO₄^2-/ZrO₂-Fe₂O₅,研究了它对正戊烷反应的活性与选择性;制备并测定了SO₄^2-/TiO₂固体超强酸对正戊烷的异构化活性与裂解活性及其某些物性;重复合成了文献报导的SO₄^2-/ZrO₂固体超强酸并测定了它对正戊烷异构化的催化性能,表明所采用的测定方法与所得结果可与文献值相比较。     

稀土改性对SO42-/ZrO2固体酸催化剂结构与催化性能的影响

采用共沉淀法和浸渍法在不同条件下制备了稀土-SO₄^2-/ZrO₂系列固体酸催化剂。使用废油脂与甲醇的酯交换反应评价了催化剂活性,并通过X射线衍射、红外光谱、比表面积测定表征方法考察了催化剂结构和性能的关系。结果表明,La摩尔掺杂量4%、焙烧温度600℃时制得的SO₄^2-/ZrO₂-La₂O₃催化剂活性最高,此时脂肪酸甲酯的产率为64.68%,且具有较好的重复使用性。稀土的引入使活性四方相ZrO₂更加稳定,600℃焙烧使催化剂既具有较多活性四方相ZrO₂,又具有较大比表面积,从而提高了催化剂活性。催化剂中形成了固体超强酸结构,且改性后酸强度增大,催化剂活性中心数目增加。     

Fe3O4和Zn2+掺杂型Zn1-xFe2+xO4纳米晶的溶剂热合成和电磁性能

利用溶剂热法, 在醋酸钠静电保护剂的辅助下, 成功制备出Fe₃O₄和Zn²⁺掺杂型Zn_0.07Fe_2.93O₄纳米晶. 利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等对样品的晶体结构、粒径、形貌和化学组成进行了分析. 结果表明, 所得纳米晶的粒径均匀, 形貌为球形, 分散度好; Zn_0.07Fe_2.93O₄纳米晶的平均粒径(70 nm)明显小于Fe₃O₄(170 nm). 磁性能测量结果表明, 室温下Zn_0.07Fe_2.93O₄的饱和磁化强度(54.2 A·m²·kg^-1)小于Fe₃O₄ (81.6 A·m²·kg^-1). 利用矢量网络分析仪对样品的电磁性能和吸波性能进行了研究. 结果表明, Zn²⁺掺杂型Zn_0.07Fe_2.93O₄纳米晶的吸波性能优于Fe₃O₄, 前者的最大吸收峰(-19.3 dB)大于后者(-9.8 dB), 且吸收峰低于-10 dB的峰宽达2.5 GHz.     

不同金属氧化物对钴基费托合成催化剂性能的影响

本实验在六方纳米片状的Co₃O₄(NMS-Co)上分别负载了1%含量的ZrO₂、Al₂O₃和MnO₂三种金属氧化物，制备反相催化剂模型，研究金属氧化物对钴基催化剂费托合成性能的影响。通过H₂-TPD、CO-TPD以及催化剂性能评价结果发现，ZrO₂和Al₂O₃能够显著增加NMS-Co催化剂的活性位点，在相同转化率条件下，反应温度从230℃分别降低至170、180℃，重质烃生成速率分别提升2.5、2倍，CH₄选择性从37.8%分别降低至3.6%、12.0%。然而，MnO₂使得NMS-Co催化剂CO转化率仅从30.9%增加到45.5%,CH₄选择性降低至16.5%。     

Co/ZrO2催化剂的结构及TPR性能研究

采用XRD和TPR技术研究了CoZrO体系催化剂的物相结构及还原性能,并以CO氧化反应为探针考察了催化剂的氧化活性.结果表明,钴的存在会阻止tZrO₂→混合相→mZrO₂的转变和ZrO₂颗粒的增长;高温焙烧后,部分钴氧化物与载体ZrO₂形成固溶体.Co/ZrO₂催化剂中的钴以Co₃O₄的形式存在,钴锆之间的相互作用有利于钴的分散.随着Co负载量增加,催化剂的CO氧化活性提高.     

Pd含量对SO42-/ZrO2-WO3固体超强酸催化剂其异构化性能的影响

制备了Pd-SO₄^2-/ZrO₂-WO₃型固体超强酸催化剂,并采用XRD、FT-IR、TPR、XPS、BET和TG-DTA等表征手段对催化剂进行了表征。以正戊烷异构化为探针反应,考察了Pd含量对催化剂异构化活性的影响。结果表明,Pd可以明显地降低催化剂的还原温度,提高催化剂中SO₄^2-的分解温度,从而提高了催化剂热稳定性。当Pd质量分数为0.05%时,Pd-SO₄^2-/ZrO₂-WO₃固体超强酸催化剂的催化活性最好。该催化剂在反应温度260℃、反应压力2.0 MPa、质量空速为1.0 h^-1、氢油比为4.0时,异戊烷收率和液收率为40.1%和93.9%。     

二元析氧催化剂CoxCr1-xO3/2的制备及性能研究

用热分解法制得不同混合比例的二元金属氧化物催化剂Co_xCr_1-xO_3/2（x = 0,0.2,0.4,0.6,0.8,1）,使用SEM、XRD和XPS观察表征催化剂形貌、晶型和价态,使用线性扫描伏安、阶梯波伏安和恒电位测试电极活性、过电位和稳定性. 结果表明,该Co₃O₄和绿铬矿型Cr₂O₃混合物形成固溶体Co_xCr_1-xO_3/2. x = 0.2时,Co_0.2Cr_0.8O_3/2电极性能较单一Co₃O₄和Cr₂O₃电极好,在高电位（1.0 V vs. Ag/AgCl）,其电流强度是Co₃O₄的3.75倍,Cr₂O₃的15.2倍,其过电位（η = 0.0703 V）也较Co₃O₄（η = 0.6109 V）和Cr₂O₃（η = 0.435 V）小,催化性能最好,在强碱性溶液（pH=13）中有良好的稳定性.     

磁性纳米固体酸SO4^2ˉ-TiO2-Fe3O4催化剂的合成、表征及催化性能的研究

首先研究制备了Fe3O4和SO4^2ˉ-TiO2固体酸催化剂，在此基础上采用共沉淀和浸渍的方法制备了磁性和超细SO4^2ˉ-TiO2-Fe3O4固体酸催化剂。利用XRD，TEM和FT—IR等分析测试手段对催化剂的结构和性能进行了表征。测定结果证实该催化剂具有较小的粒度，较高的磁性表现。在乙酸丁酯合成反应中SO4^2ˉ-TiO2-Fe3O4展示了很高的催化活性（酯化率可达82．7％），而且利用Fe3O4的磁性可对催化剂进行分离和回收．     

磁性纳米固体酸SO42--TiO2-Fe3O4催化剂的合成、表征及催化性能的研究

首先研究制备了Fe3O4和SO42--TiO2固体酸催化剂,在此基础上采用共沉淀和浸渍的方法制备了磁性和超细SO42--TiO2-Fe3O4固体酸催化剂。利用XRD,TEM和FT-IR等分析测试手段对催化剂的结构和性能进行了表征。测定结果证实该催化剂具有较小的粒度,较高的磁性表现。在乙酸丁酯合成反应中SO42--TiO2-Fe3O4展示了很高的催化活性(酯化率可达82.7%),而且利用Fe3O4的磁性可对催化剂进行分离和回收.     

Catalysis of SO42--ZrO2/TiO2 nanometer solid superacid

Superacid catalyst SO42--ZrO2/TiO2 was applied in esterification of Acetic Acid and Butanol. The particle size of ZrO2 in the catalyst was about 12.5 nm. In catalyst preparation conditions, the effect factor order on catalytic activity is H2SO4 concentration ＞ calcination temperature ＞ ZrO2 supported content. The optimum preparation condition is as follows: ZrO2 content 3.5g/g; calcination temperature 600℃, and H2SO4 concentration 0.5mol/L. The catalytic activity is 96.5 vol%.SO42-/MxOy solid superacid is a kind of green catalyst, whose application perspective is bright. In this paper, SO42--ZrO2/TiO2 solid superacid was prepared with nanometer compound carrying method. The acidic strength of catalysts was measured with the following Hammett indicators, 2,4-dinitrofluorobenzene (H0=-14.52) and p-nitrochlorobenzene (H0=-12.70). Catalytic activity was evaluated with esterification reaction of Acetic Acid and Butanol. Reaction temperature was at 105℃, and reaction time was only 1h. The conversion rate of Acetic Acid was analyzed by a gas chromatograph (GC-14C SHIMADZU in Japan)The experimental results showed that H2SO4 concentration had more influences on catalytic activity than other two factors, calcination temperature and ZrO2 supported content. Since sulfur absorbed on the surface of metal oxides is necessary to the acidity of SO42-/MxOy solid superacid,H2SO4 concentration in impregnation solution is needed enough high. But, it can't be too much high,otherwise, Zirconium sulfate formed on the catalyst surface will be harmful influences on catalytic activity. In researched cover, 0.5mol/L H2SO4 concentration is the most suitable, and the catalyst prepared with this concentration has very strong acidity.The optimum preparation condition is as follows: ZrO2 content 3.5g/g; calcination temperature 600℃, and H2SO4 concentration 0.5mol/L. In the catalyst prepared with above conditions, the acidic strength (H0) of the catalyst is smaller than ＜-14.52, and catalytic activity is 96.5 vol%. When it was re-used in esterification reaction, catalytic activity decreased gradually with re-used times increasing(seen in Table 1). But after catalyst is used repeatedly up to five times, catalytic activity (84.3 vol %)is still higher than that of H2SO4 catalyst.The X-ray diffraction patterns showed that ZrO2 supported in TiO2 belonged tetragonal zirconia phases. Through the calculation of Scherrer formula, the particle size of ZrO2 in the catalyst is about 12.5 nm. After SO42- promoted nanometer ZrO2/TiO2 compound carrier, the diffraction peaks of tetragonal zircoma become broader and the strength weaker. It shows that adding SO4 ions restrains the crystallization of ZrO2, diminishes the size of particles. This might be why SO42--ZrO2/TiO2 has high catalytic activity and stability in acidic catalysis reaction.     

陈化温度和Fe/Zr配比对SO42-/Fe2O3-ZrO2固体超强酸结构与性能的影响

用低温陈化法制备了SO42-/Fe2O3-ZrO2(简称SFZ)固体超强酸催化剂,用红外光谱(IR)和X光衍射(XRD)对其结构进行了表征,并考察了它对合成癸二酸二正丁酯的催化性能.IR谱显示,低温陈化的SFZ样品在1070 cm-1处吸收峰远强于常温陈化样品.XRD分析则显示,在焙烧温度为650℃、 Fe/Zr为2 ∶ 1时,低温陈化的样品出现了亚稳态的ZrO2四方晶相.该样品在催化酯化反应中使产率达90%以上,高于常温陈化样品的30%.研究结果表明: 在其他条件不变时,低温陈化所出现的亚稳态的ZrO2四方晶相是表面酸性和催化活性增加的微观原因.     

固体超强酸对合成辛基多苷的催化作用

SO2 -4 /ZrO2 固体超强酸用作合成辛基多苷 (OctylPolyglycosides)的催化剂 ,具有活性高、选择性好、易与产品分离、无污染、可重复利用等优点。文中主要讨论SO2 -4 /ZrO2 ,SO2 -4 /ZrO2 MoO3、SO2 -4 /ZrO2 Fe2 O3、以及SO2 -4 /ZrO2 SiO2 固体超强酸在合成辛基多苷反应中的不同催化活性。实验证明 :同一制备条件下的不同催化剂其活性不同 ,且SO2 -4 /ZrO2 的活性、选择性最好 ,可使葡萄糖的转化率高达 96%。     

磁性纳米复合氧化物固体酸催化剂的制备及酯化性能

固体酸催化剂的无腐蚀、环境友好和可循环使用等特点使其成为无机液体酸的最佳替代物.磁性纳米固体酸具有优于常规固体酸催化剂的催化活性及分离简单的特性.用共沉淀法分别合成了一系列三组分TiO2-Al2O3-Fe3O4(TAF)和CeO2-Al2O3-Fe3O4(CAF)及四组分ZrO2--Al2O3-Fe3O4(ZACF)磁性纳米复合氧化物固体酸催化剂,通过电感耦合等离子体原子发射光谱、比表面积测定、X射线衍射、透射电镜、热重分析和红外光谱等对其进行了表征,并利用酯化反应作为探针反应评价了其催化性能.结果表明,合成的磁性纳米固体酸催化剂在酯化反应中表现出很好的催化活性.     

镝对固体超强酸催化剂ZrO2-Dy2O3/SO42--HZSM-5的酸性和稳定性的影响

合成了固体超强酸催化剂ＺｒＯ２－Ｄｙ２Ｏ３／ＳＯ４＾２－,并将其负载于分子筛ＨＺＳＭ－５上,制成复合型固体超强酸催化剂ＺｒＯ２－Ｄｙ２Ｏ３／ＳＯ４＾２－ＨＺＳＭ－５）以下简称催化剂ＺＤＳＨ）,采用Ｈａｍｍｅｔｔ批示剂法,吸附吡淀的ＴＰＤ法,考察催化剂ＺＤＳＨ的酸强度及其分布;通过热重分析（ＴＧＡ）、差热分析（ＤＴＡ）方法,考察镝对催化剂ＺＤＳＨ稳定性的作用;运用红外光谱（ＩＲ）法,分析催化剂ＺＤＳ     

SO4 2- /ZrO2酸性及其催化液化性能研究

通过沉淀 浸渍法制备了一系列SO4 2－/ZrO2固体酸催化剂,利用NH3-TPD、FT-IR及间歇式高压加氢实验考察了SO4 2－/ZrO2固体酸的酸性和催化液化性能。对SO4 2－/ZrO2固体酸的结构进行了XRD、BET及TG/DTA表征。结果表明,SO4 2－/ZrO2固体酸表面酸中心强度呈非均一化、连续分布,中强酸是SO4 2－/ZrO2主要的酸中心;煤液化反应中,SO4 2－/ZrO2固体酸催化作用主要表现为催化裂解,酸中心越强,催化活性越高;提高SO4 2－/ZrO2焙烧温度,有利于提高酸中心强度及强酸中心分布、增大煤的转化率;650℃焙烧3h ,SO4 2－/ZrO2催化活性最高,煤液化转化率达到76.77%。     

新型磁性纳米固体酸催化剂ZrO2/Fe3O4的制备及表征

根据将磁性一材料和固体酸进行组装的设想，成功制备了磁性纳米固体酸催化剂。纳米级样性前体-磁基体(Fe3O4)的磁性、粒子尺寸受到Fe^2^+/Fe^3^+投料比和用于沉淀的NaOH浓度的显著影响；不同复合方法也对磁性固体酸催化剂ZrO2/Fe3O4的酯化催化性能影响显著。XRD，XPS，TEM，比表面积测定，元素组成分析及磁学性能测定等表征结果证实，新型催化剂以磁性材料为核，固体酸催化剂活性组分包覆在其外部形成包覆型的磁性纳米催化剂。该系列催化剂均具有较小的粒子尺寸、较强的磁性及较高的酯化催化活性；并且易于通过磁场进行回收，使用寿命较长。它们对乙酸与正丁醇酯化反应的催化活性随着ZrO2含量增加而提高。催化剂中ZrO2的晶化温度因为Fe3O4的存在而升高，有利于催化剂活性的保持，热处理温度会对催化剂的磁性及催化活性产生影响。     

低温陈化超声波共沉淀制备SO4^2-/ZrO2-La2O3催化剂

低温陈化超声波共沉淀法制得SO4^2-/ZrO2-La2O3前驱体,经H2SO4处理,在不同温度下焙烧得到纳米晶催化剂SO4^2-/ZrO2-La2O3;用Hammett指示剂法测定其酸性．用XRD、BET、TEM、IR和XPS对样品进行表征,其催化活性用醋酸和甘油的酯化反应进行了评价．结果表明经超声波搅拌和低温（-15℃）陈化,650℃焙烧4h得到的固体超强酸表现出较高催化活性．