纳米γ-Al2O3的制备及其对水溶液中不同磷酸根离子的吸附

溶胶-凝胶法合成纳米γ-Al2O3,以透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)等手段对所得的纳米γ-Al2O3进行了表征,表明纳米粒子的直径在30nm～70nm.并利用Zetaplus电位仪测定了其等电点(7.65).考察了纳米γ-Al2O3在静态吸附条件下对不同磷酸根离子的吸附性能.结果表明,在一定的pH范围内,对不同磷酸根离子有强烈的吸附能力,且符合Freundlich吸附公式.     

铈和镧改性γ-Al2O3担载Pd催化剂的结构效应

分别以镧-铈、铈-镧顺序浸渍和镧铈共浸渍的方式在γ-Al2O3载体上引入助剂La2O3和CeO2,然后担载Pd制备了一系列催化剂.以甲醇分解为探针反应,采用XRD、EXAFS和XPS对催化剂的体相和表面结构进行表征,用BET法测定比表面积,并进行了吸附态CO的FTIR研究.结果表明,La2O3容易进入CeO2的晶格中,促进了CeO2在γ-Al2O3上的分散.但不同的La2O3、CeO2加入方式对活性组分Pd在改性载体上的分散度、优势暴露面及其与CeO2之间的相互作用产生不同的影响.关联甲醇分解性能测试结果说明,Pd在载体上的高度分散以及Pd和CeO2之间通过界面产生的强相互作用是催化剂具有高活性的关键.     

铈和镧改性γ-Al2O3担载Pd催化剂的结构效应

分别以镧-铈、铈-镧顺序浸渍和镧铈共浸渍的方式在γ-Al2O3载体上引入助剂La2O3和CeO2，然后担载Pd制备了一系列催化剂.以甲醇分解为探针反应，采用XRD、EXAFS和XPS对催化剂的体相和表面结构进行表征，用BET法测定比表面积，并进行了吸附态CO的FTIR研究.结果表明,La2O3容易进入CeO2的晶格中，促进了CeO2在γ-Al2O3上的分散.但不同的La2O3、CeO2加入方式对活性组分Pd在改性载体上的分散度、优势暴露面及其与CeO2之间的相互作用产生不同的影响.关联甲醇分解性能测试结果说明,Pd在载体上的高度分散以及Pd和CeO2之间通过界面产生的强相互作用是催化剂具有高活性的关键.     

CeO2@Au核壳结构纳米粒子的合成与性质研究

采用沉淀法制备了球形CeO2纳米粒子,将其作为核粒子溶液,然后向其中滴加四氯合金酸溶液,在CeO2胶体表面利用柠檬酸钠还原[AuCl4]-离子,得到了CeO2@Au核壳结构纳米粒子。TEM分析表明,CeO2纳米粒子分散效果好,粒径为5 nm;CeO2@Au核壳粒子为球形,无团聚,平均粒径为15 nm。XRD分析表明,CeO2@Au核壳粒子为晶型结构,属于立方晶系,CeO2空间群为O5H-FM3M,Au的空间群为Fm-3m。UV-vis分析发现,CeO2@Au核壳粒子在300和520 nm处呈现出两个比较强的吸收峰,分别对应于CeO2胶体溶液的吸收峰和金粒子的表面等离子共振吸收峰。EDS分析了核壳结构CeO2@Au纳米粒子中存在Ce,O和Au 3种元素。XPS分析表明,Ce3d3/2和Au4f电子结合能与标准结合能相比发生了变化,说明CeO2与Au之间存在着相互作用。     

影响纳米CeO2沉淀法合成的工艺因素研究

以Ce(NO3)3·6H2O为铈源, (NH4)2CO3·H2O为沉淀剂, 加入少量表面活性剂作分散剂, 采用液相沉淀法成功合成了纳米CeO2. 研究了反应温度、反应时间、搅拌速率、表面活性剂种类及用量、焙烧温度和焙烧时间等因素对纳米CeO2晶粒尺寸和相对密度的影响, 得出优化工艺条件, 通过XRD, DTA/TG, TEM, BET比表面积、 N2等温吸附与脱附、 BJH脱附孔径分布及杂质含量分析等方法对合成产品性能进行了表征. 结果表明 采用浓度为0.1 mol·L-1的(NH4)2CO3·H2O溶液快速倒入浓度为0.1 mol·L-1 的Ce(NO3)3·6H2O溶液中以化学计量比进行反应, 同时加入0.4% (质量分数) PEG4000, 反应时间为10 min, 反应温度为40 ℃, 搅拌速率为800 r·min-1, 经水洗、醇洗、脱水和真空干燥后所得的前驱体于300 ℃的空气中焙烧1 h, 该条件下合成的CeO2属于立方晶系, 空间群为Fm3m, 原生晶粒粒径为5 nm左右, 颗粒粒径为20 nm以下, 比表面积达140.61 m2·g-1, 孔径分布为5～15 nm, 孔径峰值为9.3 nm, 纯度≥99.97%.     

可控粒径纳米Rh的液相还原法制备及其在甲醇重整制氢反应中的应用

采用液相还原法,通过控制溶液的pH值制备了一系列粒径可控的纳米Rh金属粒子．并用TEM和UV-Vis等技术对其进行了表征．结果表明．在不同pH值的还原溶液中得到的贵金属粒径有明显变化．溶液碱性越强,还原所得金属纳米粒子的粒径越小．当溶液pH值为13时,纳米Rh粒径最小．为6nm左右．采用浸渍法将得到的纳米粒子负载于γ-Al2O3上,以甲醇重整制氢为探针反应,考察了负载型Rh／γ-Al2O3中Rh粒子粒径与反应活性的关系．发现随纳米Rh粒径的减小．反应转化率与氢气选择性都有明显提高．由此可以推测,纳米粒子的尺寸效应是Rh／γ-Al2O3在重整反应中具有高活性的重要原因．     

CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3稀土储氧材料制备工艺的研究

采用化学沉淀法制备了系列CeO2-ZrO2-Al2O3稀土储氧材料,并用BET,XRD和储氧性能测定等表征手段考察了陈化时间、La2O3含量、反应pH和沉淀方式等工艺因素对CeO2-ZrO2-Al2O3比表面积、储氧性能和结构的影响。结果表明:当陈化时间为12 h,反应pH=10时,掺杂2%(质量分数)La2O3的CeO2-ZrO2-Al2O3样品在老化前后均具有很高比表面积和良好的储氧性能,并且pH为影响样品比表面积及热稳定性能的主要因素。与一步法沉淀相比,二步法制得的CeO2-ZrO2-Al2O3样品具有很高的热稳定性能,1050℃老化5 h后的样品比表面积高达46.4 m2.g-1,但储氧性能略差,这与Al2O3对CeO2-ZrO2的结构影响程度有关。     

用辛烷基硫醇单层保护Au纳米粒子制备CO氧化催化剂Au/γ-Al2O3

采用两相法合成出含活性组分Au的辛烷基硫醇单层保护Au纳米粒子(C8AuNPs)的正己烷溶胶, 用“逐次浸润”法将C8AuNPs负载在γ-Al2O3上, 经真空干燥及活化处理制得Au/γ-Al2O3催化剂. 所制得的Au催化剂前体C8AuNPs/γ-Al2O3表面Au粒子平均粒径可控制在2-3 nm范围内, 且分布比较单一; 催化剂活性评价600 h后, 其表面Au的粒径仍主要分布在2-4 nm范围内; 真空干燥温度影响Au催化剂的粒子尺寸和催化活性, 随着真空干燥温度的提高, Au纳米粒子的粒径增大. 将所制备的催化剂用于低温CO氧化反应, 催化活性评价结果表明, 经25 ℃真空干燥制得的2.5%(质量分数, w)Au/γ-Al2O3具有较高的活性和长期稳定性, 其催化CO完全转化的最低温度为-19 ℃, 在15 ℃下CO完全转化时Au/γ-Al2O3的单程寿命至少900 h; 4.0%(w) Au/γ-Al2O3在15 ℃和进料中含水条件下对CO完全氧化的单程寿命不低于2000 h, 可见催化剂具有强的抗潮湿中毒特性. 综合上述实验结果, 讨论了影响Au/γ-Al2O3催化剂活性的可能因素.     

纳米γ-Al2O3/TiO2复合载体的制备及表征

采用了共溶胶-凝胶法和混凝胶法分别制备了不同Ti含量的纳米γ-Al2O3/TiO2样品.并应用XRD、BET和TEM技术分别对其进行了表征.结果表明,所制备的γ-Al2O3/TiO2样品平均粒径均小于15 nm,氧化铝以γ-Al2O3的形式存在,TiO2以锐钛矿形式存在.当TiO2含量小于20%时,复合载体仅有γ-Al2O3的晶体结构存在,TiO2呈高度分散状态;当TiO2的含量高于75%时,主要表现出锐钛矿晶体结构.BET结果说明,当TiO2含量低于50%时,复合载体的比表面积明显高于单独的Al2O3和TiO2,而且随着TiO2含量的增加,比表面有增大趋势.当TiO2含量大于50%时,载体的比表面积随二氧化钛含量的升高急剧下降.复合载体γ-Al2O3-TiO2表现为具有完好发达中孔的特征.负载Pd后催化剂的活性结果表明,95%TiO2含量的Pd/γ-Al2O3-TiO2(0.95)样品对乙醇和乙醛的催化氧化表现出优异的催化活性,其转化率明显高于单一的Al2O3或TiO2为载体的催化剂.     

纳米CeO2的制备及其在PMMA中的分散

制备得到一Ce-三乙醇胺(TEA)配合物,以该配合物作为制备纳米CeO2的前驱体.将甲基丙烯酸甲酯(MMA)分散于配合物水溶液中,然后在同一反应器中依次进行水解、乳液聚合反应,得到纳米CeO2分散于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基质中的复合物粉末.分别运用XRD,TEM,TGA和DSC对复合物进行了表征.结果表明,纳米CeO2粒径为3～5nm,其均匀分散于聚合物基质中且单分散性良好.聚合物的热稳定性和玻璃化温度得到提高.     

沉淀法制备CeO_2纳米晶与表征

采用乙醇为分散剂和保护剂 ,用反向沉淀法制备了不同粒径的CeO2 纳米晶。XRD分析表明 ,当焙烧温度为 2 5 0～ 80 0℃时 ,所合成的CeO2 纳米粒子属于立方晶系 ,空间群为O5 H FM 3M。TEM分析表明 ,CeO2 纳米粒子呈球形 ,粒度随焙烧温度的增加而增大。热失重分析表明 ,样品的热失重主要受温度的影响 ,而焙烧时间的影响不大。相对密度分析表明 ,随CeO2 纳米晶粒度的增大 ,粉末的密度增加。     

纳米CeO2的形貌控制与表征

以Ce(NO3)3·6H2O和(NH4)2CO3为沉淀源,利用柠檬酸作为络合剂和分散剂,实现了对CeO2前驱体的形貌和尺寸控制,并采用TEM,TGA和XRD等方法对前驱体及其热分解所得纳米CeO2的形貌及结晶性等进行了表征.结果表明,随着柠檬酸加入量的提高,前驱体形貌从纳米线向类球形颗粒变化,焙烧生成的纳米CeO2颗粒的形貌具有明显继承性,所得CeO2属于立方萤石结构,且随焙烧温度的提高,晶化程度增大.     

Pd/γ-Al2O3三效催化剂中CeO2-ZrO2-La2O3的作用

用浸渍法制备了CeO2-ZrO2-La2O3复合氧化物,用XRD,TG-DTA,拉曼光谱、H2-TPR和BET表面积测定等方法对合成的样品进行了表征,研究了在单钯Pd/γ-Al2O3催化剂中添加CeO2-ZrO2-La2O3对催化剂活性和热稳定性的影响.结果表明,在Pd/γ-Al2O3中加入三元复合氧化物有利于提高三效催化剂的热稳定性,有利于阻止γ-Al2O3在高温时的相变以稳定Al2O3结构,防止在高温条件下催化剂表面积的损失.在Pd的负载量为1 g*L-1条件下,测定了Pd/CeO2-ZrO2-La2O3/γ-Al2O3/蜂窝陶瓷催化剂对CO,C3H6和NO净化的三效活性,研究了催化剂的结构和三效催化活性之间的关系.结果表明,CeO2-ZrO2-La2O3的存在能明显提高Pd基催化剂对CO,C3H6和NO的三效净化活性,扩大催化剂的操作窗口,提高在富氧条件下对NOx的还原性能.     

Pt/γ-Al2O3/CexZr1-xO2催化剂低温催化燃烧去除饮食油烟

以CexZr1-xO2固溶体做载体,制备了系列Pt/γ-Al2O3/CexZr1-xO2催化剂(x=1,0.75,0.5,0.25,0).应用Brunauer-Emmet-Teller(BET)比表面积分析、X射线衍射(XRD)和H2程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂进行相关表征,并系统研究了催化剂在饮食油烟催化燃烧中的催化活性.BET结果表叫催化剂的比表面积随Ce/Zr摩尔比的减小而减小.XRD结果表明贵金属Pt很好地分散在氧化铝和CexZr1-xO2固溶体上.H2-TPR结果发现催化剂Pt/γ-Al2O3/Ce0.5Zr0.5O2的还原峰面积最大且氧离子的流动性最好.催化活性研究结果表明Pt负载在CexZr1-xO2固溶体上有利于油烟的催化燃烧,降低了反应温度.随着CexZr1-xO2固溶体中Ce/Zr摩尔比的变化,催化剂的活性顺序为Pt/γ-Al2O3/Ce0.5Zr0.5O2＞Pt/γ-Al2O3/Ce0.25Zr0.75O2＞Pt/γ-Al2O3/Ce0.75Zr0.25O2＞Pt/γ-Al2O3/CeO2＞Pt/γ-Al2O3/ZrO2.     

助剂对甲烷部分氧化制合成气镍基催化剂性能的影响

考察了添加助剂铈、镧和钙对镍基催化剂反应性能的影响，发现助剂对以α-Al2O3为载体的镍基催化剂的调变作用比以γ-Al2O3为载体的镍基催化剂好，且助剂铈对催化剂的性能改善最好。在此基础上，研究了不同载量的铈对催化剂性能的影响。结果表明，铈的质量分数为1%时对催化剂的性能改善最好。同时采用XRD、XPS、TG等技术，研究了助剂铈对10％Ni/γ-Al2O3催化剂的改性作用。XRD分析表明，铈负载量较低时，催化剂中的CeO2高度分散在催化剂表面，铈负载量较高时，CeO2形成微晶颗粒，降低了催化活性。     

大比表面积γ-Al2O3的制备及辅助剂蔗糖的用量对γ-Al2O3 织构的影响

 在由硝酸铝经氨水沉淀制备氧化铝的过程中,用蔗糖作为辅助剂制得了具有大比表面积的γ-Al2O3,并考察了蔗糖加入量对γ-Al2O3织构的影响. 将硝酸铝和蔗糖共溶于水,滴加氨水至Al3+全部沉淀(pH=5.2),所得沉淀连同母液一起在80 ℃水浴中搅拌得到溶胶,将溶胶于110 ℃失水后即得凝胶. 凝胶进一步失水后发生燃烧得到含碳的前体,再经600 ℃焙烧即得到γ-Al2O3(比表面积可达350 m2/g左右). 利用差热-热重分析、元素分析、氮吸附-脱附等温线、X射线粉末衍射和透射电子显微镜对前体及 γ-Al2O3 样品进行了表征. 结果表明,γ-Al2O3不但具有大的比表面积,而且孔径较小,分布较为集中. 通过改变蔗糖的用量,还可在一定程度上对γ-Al2O3的比表面积和孔结构等进行调控.     

CeO2-La2O3/γ-Al2O3催化还原SO2反应机理的研究

 采用浸渍法制备了负载型CeO2/γ-Al2O3,La2O3/γ-Al2O3和CeO2-La2O3/γ-Al2O3催化剂,并用XRD和XPS对催化剂进行了表征,在n(SO2)/n(CO)=1/3,载流气体为N2,气体流量为1 L/min,催化剂用量为15 g的条件下,考察了催化剂催化CO还原SO2反应的性能,研究了催化剂的活化过程、催化活性和反应物配比对活性的影响. 结果表明,CeO2-La2O3/γ-Al2O3在催化还原SO2反应中的活化温度比单组分催化剂CeO2/γ-Al2O3或La2O3/γ-Al2O3下降了50~100 ℃,而且具有更高的活性. 这可以解释为由CeO2的redox反应与La2O3的COS中间物反应之间的协同作用所致. 还对SO2还原反应机理进行了探讨,发现CeO2的redox反应所生成的单质硫是整个过程中COS中间物反应的重要来源. 在此基础上,对CeO2-La2O3/γ-Al2O3催化CO还原SO2反应提出了redox-COS叠加反应机理.     

CuO/γ-Al2O3单分散催化剂的XAFS研究

采用XAFS方法研究浸渍法制备并于低温焙烧的CuO/γ-Al2O3催化剂的局域结构.对于CuO负载量小于单层分散阈值的CuO/γ-Al2O3(0.4 mmol/100 m2),结果表明,CuO物种是以层状分散的孤立原子簇存在于γ-Al2O3载体表面,其第一近邻Cu－O配位环境的结构与晶态CuO的相似,键长和配位数分别为0.195 nm和4.对于CuO负载量等于单层分散阈值的CuO/γ-Al2O3(0.8 mmol/100 m2),已有少量的CuO纳米颗粒生成.对于CuO负载量大于单层分散阈值的CuO/γ-Al2O3(1.2 mmol/100 m2),其结构与多晶CuO的相近.基于CuO在γ-Al2O3载体上的三种不同分散状态的结构特点,我们提出了CuO/γ-Al2O3催化剂的结构模型.     

CuO/γ-Al2O3单分散催化剂的XAFS研究

采用XAFS方法研究浸渍法制备并于低温焙烧的CuO/γ-Al2O3催化剂的局域结构.对于CuO负载量小于单层分散阈值的CuO/γ-Al2O3(0.4mmol/100m2),结果表明,CuO物种是以层状分散的孤立原子簇存在于γ-Al2O3载体表面,其第一近邻Cu-O配位环境的结构与晶态CuO的相似,键长和配位数分别为0.195nm和4.对于CuO负载量等于单层分散阈值的CuO/γ-Al2O3(0.8mmol/100m2),已有少量的CuO纳米颗粒生成.对于CuO负载量大于单层分散阈值的CuO/γ-Al2O3(1.2mmol/100m2),其结构与多晶CuO的相近.基于CuO在γ-Al2O3载体上的三种不同分散状态的结构特点,我们提出了CuO/γ-Al2O3催化剂的结构模型.     

共沉淀-喷雾干燥法制备Sm2O3掺杂CeO2纳米粉体

以Sm（NO3）3.6H2O和Ce（NO3）3.6H2O为原料,用共沉淀-喷雾干燥法制备了Sm2O3掺杂CeO2（SDC）粉体。通过沉降实验、TG-DSC、XRD、BET、SEM和粒度分布对前驱体的分散性、稳定性及制得的SDC粉体性能进行表征,研究了洗涤方法、分散剂对前驱体及SDC粉体的影响。结果表明：无机陶瓷膜洗涤后前驱体分散性好,经500℃以上温度焙烧后的粉体为立方萤石型结构。加入分散剂后前驱体的分散性明显提高,制得的SDC粉体比表面积显著增加,最终获得了晶粒平均粒径为12.51 nm、团聚态颗粒为球形的SDC纳米粉体。