大孔Mo-Ni/Al2O3催化剂的催化裂化柴油加氢性能研究

采用三次纳米自组装合成法,制备了一种以二次纳米自组装Al₂O₃为主体的大孔主客体催化剂FA-40,具有0.78cm³·g^-1的孔容、114m₂·g^-1的比表面积、27nm的平均孔径、6.0nm和40nm的双峰孔结构、孔分布在10~100nm高度集中、低堆积密度为0.56g·cm^-3、活性金属含量高达35.70%。XRD和TEM分析结果显示,活性金属以直径小于2nm的微晶态纳米粒子形式均匀分散于主体表面。采用劣质催化裂化柴油进行20h加氢实验评价,反应趋于稳定时,FA-40的脱硫、脱氮及芳烃饱和率分别达到94.4%、95.5%和67.9%,与F-5相比分别提高了20%、80%和140%。300h的长周期加氢实验表明,FA-40具有良好的加氢性能。     

载体孔结构对丁炔二醇二段加氢Ni/γ-Al2O3催化剂加氢性能的影响

以三种不同孔结构的γ-Al2O3为载体,采用等体积浸渍法制备Ni/γ-Al2O3催化剂,经低温氮气吸附、TPR、H2-TPD、XRD、TEM等物性结构表征及丁炔二醇催化合成1,4-丁二醇二段加氢性能评价结果表明,比表面积293m2·g-1、最可几孔径9.4 nm的γ-Al2O3制备的Ni/γ-Al2O3,具有较高的分散度和较多的活性结构中心以及适宜的孔径分布(小于4 nm孔体积分数为12.34%、4～18 nm孔体积分数为64.42%、大于18 nm孔体积分数达23.24%),对丁炔二醇二段加氢表现出较高的加氢活性和稳定性.     

三维贯通大孔Al_2O_3载体及其渣油加氢脱金属催化性能

采用相分离技术制备了具有三维贯通大孔结构的Al_2O_3载体,载体的大孔尺寸为250 nm,比表面积174 m~2/g,具有21 nm及250 nm集中的双重孔分布,抗压强度达到16.5 N/mm。采用该载体制备的渣油加氢脱金属催化剂仍然保持与载体接近的双峰孔分布、三维贯通大孔结构及较大的抗压强度等特性,Ni、Mo金属组分在载体表面分散均匀。催化剂的片层状活性相的长度为3-10 nm,堆垛层数1-7层,其中,大于4层的活性相分布约占40%,形成非均匀形态的活性相结构。与现有工业催化剂相比,三维贯通大孔渣油加氢脱金属催化剂的脱金属率、脱硫率及脱残炭率分别提高6.2%、6.0%及6.8%,孔结构、表面性质、活性相结构及其协同作用是三维贯通大孔催化剂具有优异催化性能的主要原因。     

第三次纳米自组装制备大孔主客体催化材料

本文提出了第三次纳米自组装的正向胶束、反向胶束法,并利用其制备了一种大孔主客体催化材料．以二次纳米自组装Al2O3为主体,根据压汞法,正向胶束法制备的催化材料孔容为0．62～0．80cm^3／g、比表面积为123～137mZ／g、平均孔径为20～23．3nm,孔径分布大于30nm范围的可达58．69％,堆积密度为0．43—0．55g／cm^3,活性金属负载量可达36．99％;由氮气吸附法,反向胶柬法制备的催化材料具有0．74cm^3／g的孔容、262m2／g的比表面积、11．8nm的平均孔径．结果显示,活性金属以球形或棒状的结晶态存在于主体表面,其中,正向胶束法中为直径2-3nm的微晶态纳米粒子,反向胶束法中为直径0．1μm、长1-2．5μm的棒状体．采用催化裂化柴油和催化裂化重循环油（1：2,体积比）混合而得油品对FA．Z20进行50h加氢评价实验,其单位体积活性金属的脱硫率、脱氮率、脱芳烃率（四环、五环）分别为参比剂的4．6、2．1和4．7倍,初活性良好,具有较强的抗结焦性能．     

花状3D纳米Pd/CeO2催化剂的制备及其性能研究

以PdCl2为前驱体,十六烷基三甲基溴化铵为保护剂,用超声波膜扩散法制备了Pd纳米粒子溶胶(E,Pd负载量1.0 wt%)。采用水热法制备了3D纳米花状Pd/CeO2催化剂(F),其结构,形貌和物理化学性能经XRD,SEM和N2吸附-脱附表征。考察了晶化时间对F形貌和晶型的影响。结果表明,晶化时间72 h制备的F72具有较高的比表面积(108 m2·g-1)和较大的孔体积(0.11 cm3·g-1);晶化时间48 h制备的F48呈现花状形貌,由大量厚度(20 nm～30 nm)均匀的纳米单元自组装而成。     

绿色合成介孔碳负载(Ni)MoS2加氢脱硫催化剂

以Anderson结构Ni-Mo杂多酸簇(NH₄)₄[NiMo₆O₂₄H₆]·5H₂O、硫脲、柠檬酸、氯化钠为原料,采用冻干法得到前驱体后焙烧、洗涤得到介孔碳骨架负载(Ni)MoS₂纳米颗粒的加氢脱硫催化剂,考察了其对二苯并噻吩的加氢脱硫活性,并采用X射线衍射、N₂低温吸附-脱附、拉曼光谱、X光电子能谱、扫描电子显微镜、高分辨透射电镜、程序升温还原等表征手段对催化剂进行了分析。结果表明,介孔碳骨架负载(Ni)MoS₂纳米颗粒催化剂具有较弱的载体-金属相互作用,MoS₂纳米颗粒平均长度较短(4.9 nm),层数适宜(4.8),NiMoS活性相含量较高,二苯并噻吩的转化率可达94.1%,反应速率常数及活性位转换频率分别可达1.7×10^-6 mol/(g·s)和2.8×10^-3 s^-1。该方法利用原位生成的氯化...     

表面活性剂改性Mo-Ni-NH_3/γ-Al_2O_3催化剂的分散性及孔结构的表征

采用纳米自组装方法以钼镍铵溶液作为浸渍液制备贯穿性介孔Mo-Ni-NH3/γ-Al2O3催化剂。利用BET比表面积测试法(BET)、CO吸附原位红外、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等表征手段,考察了表面活性剂、助溶剂种类、用量在自组装过程中对催化剂的分散性及孔结构的影响。结果表明,改性后催化剂TOP-3的孔性质最好,其比表面积为183 m2·g-1,孔容为0.46 m3·g-1,平均孔径为10.11 nm,且孔道在10~30 nm处高度集中,高达35.63%;红外CO原位吸附结果证明了Mo2+,Mo4+和Ni2+活性中心的存在,且均以线式吸附态吸附CO;从XRD分析可发现催化剂NOP-3、NOP-4在2θ=15.9°,20.8°,22.2°和30.8°处出现了Al2(Mo O4)3的(111),(102),(021),(312)4个晶面的特征衍射峰,而TOP系列催化剂的特征峰弥散,说明TEA与OP-20复配可以改善金属的分散性。TEM表征结果证明了15~20 nm贯穿性多孔结构的存在,且分散均匀。此结构有利于大分子扩散,适合于重油加氢处理。     

有序介孔碳负载NiCo2O4电极的制备及其超电容性能

以有序介孔碳(OMC)为载体,采用共沉淀法制备了OMC/NiCo2O4复合物.用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱和透射电镜(TEM)研究其结构与形貌,发现NiCo2O4纳米颗粒均匀地负载在有序介孔碳上.循环伏安和恒流充放电测试表明,NiCo2O4质量分数为40%时,在1A·g-1的电流密度下,复合物电极的比电容可以达到577.0F·g-1,电流密度为8A·g-1时,比电容可以达到470.8F·g-1,并具有良好的循环稳定性.在2A·g-1的电流密度下,经过2000次循环后,比电容还可达到508.4F·g-1,电容保持率为92.7%.     

CdS柱撑钛铌酸介孔复合材料的制备与光解水制氢活性

以钛铌酸纳米片层为主体,CdS纳米颗粒为客体,通过剥离-重堆积法合成了不同投料比的CdS-TiNbO5介孔复合材料,材料的层间距为1.19nm,比表面积约为93m2·g-1。CdS-TiNbO5复合材料表现出良好的光解水制氢活性,当投料比nCdS∶nHTiNbO5=1∶2时,复合材料在模拟太阳光和可见光下的产氢速率分别为231和184μmol·h-1·g-1,是CdS的8.6和9.7倍。复合材料光催化活性的提高归因于比表面积的增加和光生载流子的有效分离。     

高比表面积介孔氧化镍制备及表征

采用硝酸镍和草酸为原料,采用固态热分解法制备得到高比表面积的介孔Ni O纳米粒子,考察了原料的用量,热处理的温度,热处理的时间对孔结构的影响。用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜和N2吸附-脱附技术对材料的物化性质进行了表征。结果表明:硝酸镍和草酸1∶1混合均匀、400℃灼烧4 h得到的介孔Ni O粒子的孔结构为最发达的蠕虫状介孔结构,比表面积和孔容分别达到236 m2·g-1和0.42 cm3·g-1。     

Large pore volume mesoporous aluminum oxide synthesized via nano-assembly

A new nano-assembly approach has been proposed for the preparation of macropore volume mesoporous aluminum oxide supports. Secondary nano-assembly and a frame structure mechanism for large pore volume mesoporous supports have been proposed. In a primary nano-assembly supersoluble micelle, aluminum hydroxide nanoparticles were precipitated in situ in surfactants with a volume balance (VB) less than 1, followed by secondary nano-assembly in linear and cylindrical shapes. The secondary nano-assembly of cylindrical aluminum hydroxides was calcined to form nano cylindrical aluminum oxides. For the formation of macropore volume mesoporous supports, we utilized a frame structure mechanism of mesoporous support, in which the exterior surface of the carrier may not be continuous. This macropore volume support has been used for the hydrotreatment of a residual oil catalyst, which possesses the following physical characteristics: pore volume 1.8–2.7 mL·g⁻¹, specific surface area 180–429 m²·g⁻¹, average pore diameter 17–57 nm, average pore diameter more than 10 nm (81%–94%), porosity 87%–93%, and crush strength 7.7–25 N·mm⁻¹.     

具有多级孔MCM-41/Y复合分子筛的合成及表征

采用晶种法和纳米组装法合成了MCM-41/Y复合分子筛,通过粉末XRD、SEM、TEM和BET等手段对其物性进行表征,结果显示:采用晶种法合成的形貌以包埋型为主,采用纳米组装法合成的材料为附晶生长和自组装型.二者均具有微、介孔多级孔道结构,比表面积达到665.1和849.3 m2·g-1,总孔容分别为0.6438和0.6529 cm3·g-1,相对于单一Y分子筛明显增大.纳米组装法合成样品的比表面积增大更为显著,这是由于两种合成体系粒子表面电荷和集聚方式不同.     

Zn掺杂Co9S8纳米材料的制备及其在超级电容器和电催化析氢中的应用

采用原位溶剂热生长法设计合成了锌掺杂Co₉S₈纳米颗粒。各种表征技术和性能测试结果表明：锌掺杂Co₉S₈纳米颗粒的孔尺寸为18 nm,比表面积为23 m²·g^-1;同时微量的锌掺杂显著增强了Co₉S₈的电催化析氢（HER）活性及电容器性能。在HER性能测试中,当电流密度为10 mA·cm^-2时电位为-361 mV,电流密度最高可达38.26 mA·cm^-2,且具有优异的循环稳定性。同时在电容器性能测试中具有较高的比电容,当电流密度为1 A·g^-1时,质量比电容和面积比电容分别为235.48 F·g^-1和812.4 mF·cm^-2。     

核-隔层-壳结构Fe3O4@MoO3@mSiO2纳米载体的合成及其药物可控释放

利用加热均匀、迅速、热平稳性好和安全性高的微波热响应来实现药物的微波可控释放。引入具有微波热响应性质、热稳定性和化学稳定性好的Mo O3作为微波吸收物质,制备了核-隔层-壳结构Fe_3O_4@MoO_3@mSiO_2纳米药物载体。研究该纳米载体对药物布洛芬(IBU)的负载和微波响应可控释放过程。该纳米载体具有高的比表面积(222 cm2·g-1)和较大的孔隙体积(0.14 cm3·g-1)可用来负载药物。同时还具有较好的磁响应性,可实现药物的靶向给药,具有相对好的微波热响应性,可通过MoO_3中间层吸收微波辐射实现药物的可控释放。结果表明,在持续微波辐射360 min时IBU的释放率达到86%,远远高于仅搅拌时的释放率。     

核-隔层-壳结构Fe3O4@MoO3@mSiO2纳米载体的合成及其药物可控释放

利用加热均匀、迅速、热平稳性好和安全性高的微波热响应来实现药物的微波可控释放。引入具有微波热响应性质、热稳定性和化学稳定性好的MoO₃作为微波吸收物质,制备了核-隔层-壳结构Fe₃O₄@MoO₃@mSiO₂纳米药物载体。研究该纳米载体对药物布洛芬（IBU）的负载和微波响应可控释放过程。该纳米载体具有高的比表面积（222 cm²·g^-1）和较大的孔隙体积（0.14 cm³· g^-1）可用来负载药物。同时还具有较好的磁响应性,可实现药物的靶向给药,具有相对好的微波热响应性,可通过MoO₃中间层吸收微波辐射实现药物的可控释放。结果表明,在持续微波辐射360 min时IBU的释放率达到86%,远远高于仅搅拌时的释放率。     

CoAl_2O_4/蜂窝陶瓷催化剂的制备及其催化臭氧化性能

采用涂覆法制备了CoAl_2O_4/蜂窝陶瓷催化剂。利用X射线衍射、N_2吸附-脱附和透射电镜等方法对所制备的催化剂进行了表征,并分析了其催化臭氧化降解对苯二酚的效能。结果表明,CoAl_2O_4/蜂窝陶瓷的晶相属于典型的尖晶石结构,具有较大的比表面积、孔容和孔径,分别达到77 m~2·g~(-1)、0.001 7 cm~3·g~(-1)和3.9 nm。CoAl_2O_4/蜂窝陶瓷催化臭氧化对苯二酚的去除率高达81.2%,COD去除率可达47.7%。在叔丁醇存在的条件下,对苯二酚的去除率显著下降,说明CoAl_2O_4/蜂窝陶瓷催化臭氧化遵循羟基自由基机理。     

CoAl2O4/蜂窝陶瓷催化剂的制备及其催化臭氧化性能

采用涂覆法制备了CoAl₂O₄/蜂窝陶瓷催化剂。利用X射线衍射、N₂吸附-脱附和透射电镜等方法对所制备的催化剂进行了表征,并分析了其催化臭氧化降解对苯二酚的效能。结果表明,CoAl₂O₄/蜂窝陶瓷的晶相属于典型的尖晶石结构,具有较大的比表面积、孔容和孔径,分别达到77 m²·g^-1、0.001 7 cm³·g^-1和3.9 nm。CoAl₂O₄/蜂窝陶瓷催化臭氧化对苯二酚的去除率高达81.2%,COD去除率可达47.7%。在叔丁醇存在的条件下,对苯二酚的去除率显著下降,说明CoAl₂O₄/蜂窝陶瓷催化臭氧化遵循羟基自由基机理。     

MOR/SBA-15复合分子筛的合成、表征及其催化性能评价

采用MOR纳米晶和正硅酸四乙酯为硅源,P123三嵌段共聚物为模板剂水热合成MOR/SBA-15复合分子筛催化剂。采用XRD、SEM、TEM和EDX等手段对催化剂进行了表征,在固定床反应器中评价二甲醚制乙醇催化性能。结果表明,通过控制合适的MOR纳米晶种及MOR纳米晶种在SBA-15水热合成体系中的添加量,可以成功地将MOR纳米晶作为SBA-15的结构单元嫁接到SBA-15的介孔骨架中,水热合成的MOR/SBA-15复合分子筛催化剂同时具有MOR和SBA-15的XRD特征衍射峰,相比于SBA-15,其比表面积和总孔体积由756 m2·g~(-1),1.07 cm3·g~(-1)降低至628 m2·g~(-1),0.85 cm3·g~(-1),平均孔径由8.1 nm提高到9.3nm,Cu修饰的MOR/SBA-15复合分子筛催化剂同时具有Cu MOR羰基化和Cu SBA-15加氢的双功能催化性能,其催化剂评价结果显示二甲醚转化率为43.6%左右,乙醇选择性为95.3%,Cu MOR/SBA-15复合分子筛催化剂实现了二甲醚到乙醇的一步转化。     

大碳层间距的沥青基多级孔碳材料的制备及其在超级电容器中的应用

基于KOH活化法,以纳米级片层多孔MgO为模板剂,制备大碳层间距的沥青基超级电容器用多级孔碳材料。考察了模板剂添加量对多孔碳材料孔分布、碳层间距等理化性能及电化学性能的影响。结果表明模板剂添加量为沥青质量的25%时,多孔碳材料比表面积、孔体积分别为2 634 m~2·g~(-1)、1.12 cm~3·g~(-1),碳层间距高达0.374 nm,用于超级电容器电极材料时,1和20A·g~(-1)电流密度下的比电容分别为338和277 F·g~(-1),经过10 000次循环恒电流充放电,1 A·g~(-1)下容量保持率为93.5%,展现了优异的电化学性能。