沉淀还原法制备高性能CO2加氢合成甲醇Cu/ZnO/Al2O3催化剂

由铜基催化剂催化CO2+H2合成甲醇是有效利用CO2的潜在途径[1～5]. 但传统的催化剂对该反应的催化活性及选择性均很低[3～5], 因而寻求具有高活性及高选择性的新型催化剂已成为重要研究课题[4,6]. Cu/ZnO系列催化剂的制备方法和助剂对催化剂的性质及CO2加氢合成甲醇的反应性能有显著影响[6～10], 传统的气相还原活化铜基催化剂的过程常伴随强烈的热效应, 导致催化剂活化过程存在耗时长及还原条件难以控制等问题[11]. 本文采用沉淀-还原法, 用KBH4溶液对新鲜制备的碳酸盐共沉淀进行液相化学还原处理, 直接得到高活性及高选择性的还原态Cu/ZnO/Al2O3甲醇合成催化剂, 并可通过改变催化剂表面Cu+/Cu0活性物种的相对比例来改善催化剂的活性及选择性.     

TiO2纳米粒子膜的表面态性质对光催化活性的影响

TiO2纳米粒子膜催化剂光催化降解大气和水中污染物,具有广泛的应用前景,成为重点研究的课题之一[1～3].膜的晶体结构、能带结构、表面微结构和光生载流子过程等是决定催化剂光催化活性重要的因素.研究这些性质能够为研制和开发高效催化剂提供理论依据.本文采用等离子体化学气相沉积法(PECVD)[4]制备TiO2纳米粒子膜,分别用TiCl4等离子体和O2等离子体处理膜表面,制出两种不同表面性质的TiO2纳米粒子膜,测定其表面性质和降解苯酚的光催化活性,分析和讨论了膜表面物种、表面态能级对光催化活性的影响.     

BF3*Et2O/MCM-41固体酸催化剂及其催化性能的研究

MCM-41因其具有规整的六方一维孔道、高比表面积及可作为催化剂或催化剂载体的优良性能而备受关注[1]. 但由于铝取代的MCM-41具弱酸性, 将其作为酸催化剂的研究尚不多见. 为此, 对MCM-41进行表面改性或负载酸性物质是行之有效的方法. 本文以BF3*Et2O对MCM-41分子筛进行表面改性, 并采用XRD和原位FTIR技术对BF3*Et2O/MCM-41催化剂进行表征; 探讨了催化剂制备条件对环氧氯丙烷与异丁醇的缩合反应性能的影响.     

TiO2纳米粒子的光催化活性与光伏响应特性研究

TiO2纳米粒子由于其具有良好的化学稳定性、耐光腐蚀性、宽带隙能和大的比表面积等特点而被广泛地应用到光催化降解有机污染物^[1,2]和光催化储能等方面。由于研究手段和研究方法的限制,详细了解催化剂表面光生电荷行为、光谱谱带与催化活性的关系比较困难,而这些关系将为制备高催化活性的光催化剂提供理论基础,由于光催化活性的高低与催化剂的表面性质直接相关,表面光电压谱（SPS）是研究固体材料表面物性和界面间电荷转移过程的有利手段^[3],其为控制光催化机理提供了新的手段。本文利用表面光电压谱方法对系纳米TiO2光催化剂进行了光伏响应测试,发现TiO2的晶型、粒径及表面吸附物对其光催化活性有很大影响。不同性质的表面吸附物可使催化剂表面呈现不同的导电特性,而使其光催化活性不同。利用能带理论和场效应原理对此进行了 合理的解释。     

沉淀法结合超临界CO2干燥制备纳米γ-Al2O3

纳米γ-Al2O3具备多孔性、高比表面积、良好的吸附性、热稳定性和表面酸性[1,2],用作吸附剂和催化剂(及其载体),是催化剂载体领域应用最为广泛的品种[3～6].制备纳米氧化铝的方法有很多,大致可分为固相法、液相法、气相法等.     

TiO2单晶的表面光电压谱研究

TiO2由于其优异的光电性质及高的化学稳定性而受到广泛关注,并且被应用于有机污染物光降解[1]、太阳能光电转换[2]等诸多领域.由于制备方法不同,TiO2往往会呈现出不同的光电性质,尽管其晶型与粒度可能相差甚微[3].近年来研究表明,除晶型、粒度等因素外,表面原子排布在决定材料光电性质方面同样有重要贡献[4,5].本文采用表面光电压谱(SPS)及场诱导表面光电压谱(EFSPS)研究了TiO2单晶(001)面的光伏响应.     

TiO2纳米带表面光伏特性的研究

近年来, 一维结构的纳米带由于其不同于管、线材料的新颖结构以及独特的光电性能而受到广泛关注. 人们通过各种方法合成了氧化锌、硫化镉和氧化锡等纳米带材料[1,2]. 纳米TiO2以其优异的光电性能和高的化学稳定性而被广泛应用于太阳能电池、光催化降解等诸多领域[3], 从而成为研究热点, 最近其纳米带的制备也有报道[4].     

SiO_2助剂对CuO-ZnO/HZSM-5催化CO_2加氢制DME性能的影响

采用均匀沉淀法制备了不同SiO_2含量的CuO-ZnO作为CO_2加氢合成甲醇的活性组分,接着采用研磨法将其与HZSM-5分子筛均匀混合形成双功能催化剂,考察了不同SiO_2含量催化剂在CO_2加氢合成二甲醚反应中的催化性能.通过XRD、N_2等温吸附脱附、H_2-TPR、NH_3-TPD、N_2O滴定对催化剂结构进行表征,研究了SiO_2含量对催化剂结构及表面酸性的影响.结构表征表明助剂SiO_2的加入增加了催化剂的比表面积,提高了催化剂的还原性,使催化剂的表面酸性较为合适,同时在一定程度上能够抑制催化剂活性组分的聚集,从而有效促进了催化剂的催化活性.     

Cp2TiCl2/助催化剂体系催化异戊二烯齐聚反应的研究

过渡金属催化剂催化异戊二烯齐聚反应, 因其重要的应用背景及学术研究价值而受到人们的关注. 其中研究得最多的是镍催化体系, 采用不同的镍催化体系可以选择性地得到各种线性或环状的二聚物或齐聚物[1,2].     

Cu/SiO2表面性质对甲醇脱氢反应性能的影响

甲醇催化脱氢是将甲醇转化为其它有机化学品的一条有效途径,该反应的产物依反应条件以及催化剂不同有可能是无水甲醛、甲酸甲酯或CO’‘－”．很多研究结果表明铜基催化剂对甲醇脱氢反应表现出较好的催化性能’‘－”,但催化剂的表面结构对其反应性能的影响以及反应过程中由于催化剂结构变化引起的活性和选择性的变化规律还缺乏深入研究．本文以Cll／Sic。为研究对象,考察了制备方法对催化剂甲醇脱氧反应性能的影响．1实验部分1．1催化剂制备负载型催化剂以微球型Sic。作为载体（BET比表面积3635mZ·g－‘）,分别以钢氨溶液和硝酸铜…     

溶胶—凝胶法制备NiO／SiO2催化剂研究

分别以正硅酸乙酯、硝酸镍为硅源和镍源,采用溶胶－凝胶法,经超临界流体干燥和普通干燥制备了NiO-A-SiO2、NiO-G-SiO2催化剂;以气凝胶和干凝胶为载体,采用浸渍法制备了NiO/A-SiO2、NiO/G-SiO2催化剂。并用XRD、TEM、BET、TPR等手段,研究了制备方法对催化剂织构、结构和Ni物种存在形态的影响,发现NiO-A-SiO2和NiO-G-SiO2催化剂上高度分散的NiO簇团与SiO2之间有较强的相互作用,其顺酐液相选择加氢转化率低于10％;NiO/G-SiO2催化剂上,以单一物种形态存在的NiO与SiO2相互作用弱,顺酐转化率为42％;NiO/A-SiO2催化剂上,以多种形态存在的微量NiO与SiO2间的相互作用较复杂,其顺酐液相选择加氢的转化率和丁二酸酐的选择性分别可达100％和98％。     

MoO3/SiO2催化剂的异丁烷选择氧化反应性能

分别采用浸渍法和溶胶－凝胶法制备了MoO3/SiO2催化剂，用XRD，TPR，IR，TPD和活性评价等手段对催化剂的影响，晶格氧活泼性，化学吸附性能和异丁烷选择氧化反应性能进行了研究。结果表明，催化剂表面由Lewis碱位Mo=M,Mo-O-Mo中的晶格氧和Lewis酸位Mo^6 构成，在MoO3/SiO2催化剂上，异丁烷主要通过甲基的H双位吸附在表面的Lewis碱位Mo=O上；在常压条件下，异丁烷选择氧化产物主要为异丁烷，甲基丙烯醛和甲基丙烯酸，其中深度氧化产物CO2主要由吸附的异丁烯继续反应生成；采用溶胶－凝胶法制备的MoO3/SiO2催化剂，可得到较高的异丁烷转化率和含氧有机物选择性。     

超细SiO2负载型水溶性铑膦配合物催化剂研究

用超细SiO2负载水溶性铑膦配合物,并研究其对1-已烯氢甲酰化的催化性能。结果表明,粒径为10-20nm的超细SiO2负载水溶性铑膦配合物所表现的催化活性比颗粒SiO2负载型催化剂高3倍多,且可在较宽的含水量范围内保持高反应活性。当膦铑摩尔比为50,超细SiO2负载型催化剂含水量为25%-55%（质量分数）、烯铑摩尔比为2500、反应温度373K和CO/H2（1/1,体积比）压力4.0MPa的反应条件下,其1-已烯氢甲酰化的反应转化数为450h^-1,产物醛的选择性为100%,醛的n/i比值达3.2。     

二氧化硅负载氧化锌催化剂的溶胶-凝胶和浸渍法制备及对仲丁醇分解反应的催化性能

分别采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了ZnO-SiO₂催化剂和ZnO/SiO₂催化剂并进行了表征, 以仲丁醇脱氢为探针反应, 研究了不同制备方法对催化剂表面ZnO物种存在状态及其催化性能的影响. 结果表明, 2种方法均可制备高分散的负载型ZnO催化剂. 在ZnO-SiO₂和ZnO/SiO₂催化剂上, 仲丁醇分别以脱水和脱氢反应为主. 经过分析, 催化剂上ZnO物种的存在状态是影响产物选择性的关键因素, 而2种催化剂表面的粒径、 比表面积和表面酸碱性不是影响该反应选择性的根本原因.     

预处理条件对用于CO_2加氢的超细CuO－ZnO－SiO_2催化剂性能的影响

采用ＸＲＤ、ＢＥＴ、ＴＰＲ手段，研究了焙烧和还原温度对超细ＣｕＯ－ＺｎＯ－ＳｉＯ２催化剂的性质及其ＣＯ２加氢反应催化活性的影响．胶体在５７３－７７３Ｋ范围内焙烧生成ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＺｎＯ晶相，随着焙烧温度继续升高，ＣｕＯ和ＺｎＯ晶粒逐渐变大，但催化剂的比表面积和孔容变化很小．在９７３Ｋ焙烧后出现Ｚｎ２ＳｉＯ４晶相，使催化剂比表积和孔容变小，导致催化剂活性降低．焙烧温度对催化剂活性的影响大于对ＣＯ２加氢产物分布的影响．在５４８－６４８Ｋ范围内，催化剂还原温度对其催化活性影响不大．７０３Ｋ高温还原后，可能由于Ｃｕ０晶粒的出现，使得催化剂的活性下降．ＴＰＲ研究结果进一步表明，焙烧温度影响ＣｕＯ同ＺｎＯ、ＳｉＯ２之间的相互作用和催化剂的还原行为．     

SO4^2—／TiO2—SiO2固体超强酸的结构及其光催化性能

自从 Arata等 [1]首次报道无卤素型 SO2 - 4/Mx Oy 固体超强酸体系以来 ,对该类催化剂的研究引起了人们的广泛重视 .大量研究工作表明 ,固体超强酸催化剂对丁烷异构化、苯衍生物烷基化、链烷烃裂解和乙烯二聚等诸多酸催化的反应表现出极高的反应活性 [2 ] .最近 ,我们把 SO2 - 4/Ti O2 型固体超强酸应用于有机物的光催化氧化反应 ,研究发现 Ti O2 光催化剂经 H2 SO4 浸渍处理形成固体超强酸后 ,催化剂的光催化活性大大提高 ,并具有很好的反应活性、稳定性和抗湿性能 [3] ;此外 ,我们以前的工作表明 Ti O2 中引入 Si O2 后 ,其结构、…     

CuO-CaO/SiO2超细催化剂结构及糠醛加氢反应性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备出超细CuO—CaO／SiO2催化剂，用XRD、BET、TEM、XPS、TPR对催化剂结构进行了表征．将催化剂用于糠醛催化加氢反应，制备2-甲基呋喃，研究了活性组分负载量对催化剂结构及性能的影响。结果表明，载体对活性组分的分散能力随着负载量的减少而增大；催化剂的比表面积和孔体积随负载量的增加而减小，而孔径逐渐增大；活性组分与载体之间存在较强的相互作用．催化剂在糠醛加氢反应中表现出很高的活性；选取适宜的活性组分负载量，可高选择性制取2-甲基呋喃．     

WO3／ZrO2固体强酸催化剂上异丁烷—丁烯烷基化反应的研究：Ⅲ.超 …

制备了以超细ＺrＯ２为载体的ＷＯ３／ＺrＯ２、ＳＯ４＾２－／ＺrＯ２、ＭoＯ３／Ｚr Ｏ２固体强酸催化剂,并用ＸＲＤ、ＤＴＡ－ＴＧ、Ｈ２－ＴＰＲ、ＮＨ３－ＴＰＤ等方法表征了其晶型结构、表面状态和酸性。结果表明,超细ＺrＯ２中的Ｔ－晶相所占比例虽有所下降,但具有更大的比表面积、酸强度和对金属氧化物的负载能力,且酸强度随焙烧温度升高而增强,表明其表面状态亦有较大变化。研究了以超细ＺrＯ２为载体的固体强酸催化     

钯-离子液体/钛硅复合氧化物催化剂的合及在胺羰化中的应用

长期以来 ,工业上一直使用光气合成法生产异氰酸酯类化合物 ,极易造成环境污染和人员伤害 ,因此研究无光气且环境友好的新工艺已引起广泛关注 .就经济角度考虑 ,由硝基类化合物进行还原羰化[1～ 4 ] 或胺类化合物进行氧化羰化 [5～ 13] 制备异氰酸酯比较有利 ,但是存在金属配合物催化剂的还原失活等问题[14 ,15] .室温离子液体作为一种具有特殊催化性能和可调控溶解能力的新型溶剂和反应介质已用于有机反应中 [16 ] ,但将其作为反应介质的含氮化合物进行羰化研究尚未见报道 .本文将离子液体应用于以硅酸四乙酯 ( TEOS)和钛酸四丁酯 ( TBO…     

Ni(OCH3)2/SiO2催化剂的制备及其合成碳酸二甲酯的反应性能

采用表面改性和离子交换相结合的方法，制备了负载型单核金属甲氧基配合物Ni(OCH3)2/SiO2催化剂。利用IR、TPD、TPSR和微反技术，考察了催化剂的表面结构以及CO2、CH3OH在催化剂表面上的化学吸附和反应性能。结果表明，负载型单核金属甲氧基配合物Ni(OCH3)2/SiO2中，Ni^2 与载体SiO2表面的O^2-以双齿形式配位；在催化剂表面存在CO2的桥式吸附态和甲氧碳酸酯基物种两种吸附态，CH3OH则只有一种分子吸附态。在373-473K条件下，CO2和CH3OH在催化剂上的反应物主要是DMC、H2O以及少量的CO、CH4和CH2O，催化剂的活性由表面甲氧碳酸酯基物种与分子吸附态甲醇的反应决定的。讨论了催化剂上CO2和CH3OH的活化过程及吸附态的形成机理。