用于生物柴油清洁生产的磁性固体催化剂CaO/MgO/Fe_3O_4

制备了具有磁性和催化活性的双功能催化剂CaO/MgO/Fe3O4,用于催化花生油酯交换制备生物柴油的清洁生产过程。对CaO/MgO/Fe3O4进行了XRD、TEM、FT-IR和磁性等表征分析,探讨了CaO/MgO/Fe3O4催化剂的重复利用性能。结果表明,用Mg(Ac)2溶液等体积浸渍磁性基质Fe3O4,在N2气氛中600℃焙烧2 h,可得到具有磁性的载体5%MgO/Fe3O4;再用Ca(Ac)2溶液等体积浸渍MgO/Fe3O4,并在N2气氛中700℃煅烧,得到具有磁性且催化活性较高的催化剂10%CaO/MgO/Fe3O4。该催化剂具有核壳结构,磁核平均直径约为35 nm。在催化剂用量10%,醇油摩尔比12∶1,反应温度65℃,反应2 h的条件下酯交换转化率可达90%以上。在磁场的吸引下该催化剂能快速与反应体系分离,催化剂回收率达90%。但CaO/MgO/Fe3O4重复利用性能较差,其原因是在搅拌反应过程中催化活性组分逐渐从催化剂上脱落所致。     

CaO@SiO_2纳米固体碱的制备、表征及其大豆油酯交换反应催化性能

采用溶胶-凝胶法合成Ca O@Si O_2固体碱催化剂,以聚苯乙烯有机聚合物为硬模板剂和以P123为软模板剂对Ca O的微观形貌进行调控。并将其应用于大豆油与甲醇的酯交换制备生物柴油的反应体系中。通过对Ca O@Si O_2纳米固体碱催化剂进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、CO_2-TPD及N_2的吸附-脱附(BET)表征发现,不仅制备得到了形貌归整的纳米固体颗粒,而且得到了Ca O包裹在Si O_2表面的核壳结构。进一步考察了不同的硅钙质量比、反应温度、催化剂的用量以及油醇物质的量比对生物柴油收率的影响,生物柴油的收率最高可以达到95.6%。     

Ca/Al固体碱催化菜籽油制备生物柴油

采用共沉淀法制备了Ca/Al复合氧化物固体碱催化剂,考察了沉淀剂种类、Ca/Al摩尔比、沉淀温度、溶液pH值、老化时间和焙烧温度等制备条件对其催化剂活性的影响。采用正交实验方法得到制备Ca/Al复合固体碱催化剂前躯体的最佳制备条件为,沉淀剂NaOH,Ca/Al摩尔比为3,沉淀温度为60 ℃,沉淀过程中pH值保持在10,在90 ℃老化18 h。在该最优条件下制备的催化剂前驱体主要以Ca₄Al₂O₆(NO₃)₂·10H₂O晶相存在,在N₂气保护下300 ℃焙烧2 h后,催化剂形成高分散钙铝复合氧化物,且碱性强度达到26.5以上。在催化菜籽油和甲醇的酯交换反应中,菜籽油的转化率达到95%,脂肪酸甲酯的质量分数为95.9%。     

CaO/KIT-6固体碱催化剂的制备及其在酯交换反应中的催化性能

采用浸渍法将活性氧化钙颗粒负载在介孔二氧化硅(KIT-6)表面,制备了酯交换反应催化剂CaO/KIT-6,并研究了其在大豆油与甲醇酯交换制备生物柴油反应中的催化性能。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、CO_2程序升温脱附(CO_2-TPD)等测试手段对催化剂进行表征。在酯交换反应中,当醇油物质的量比为12、反应温度为65°C、催化剂用量为8%、Ca/Si原子比为0.4、反应时间为2 h时,生物柴油转化率达到99.9%,CaO/KIT-6重复使用五次后催化活性仍保持在90%以上。与CaO及其他负载型催化剂相比,CaO/KIT-6催化剂在较低醇油物质的量之比、较短反应时间展现出更高的催化性能和良好的重复使用性。     

CaO-MgO@CoFe_2O_4磁性固体碱的制备及其大豆油酯交换反应催化性能

以草酸盐为前驱体采用两步法制备了一种以CaO-MgO作为活性组分,以CoFe_2O_4作为磁核的磁性固体碱催化剂,并用于大豆油与甲醇的酯交换反应合成生物柴油。对制备的磁性固体碱催化剂进行了磁滞回线、X-射线衍射(XRD)、CO_2-TPD及透射电镜(TEM)表征。考察了不同核壳物质的量比、焙烧温度、反应温度、反应时间、醇油物质的量比以及催化剂用量等因素对大豆油转化为生物柴油产率的影响。结果表明,采用核壳物质的量比为1∶6、焙烧温度为700℃所制备的CaO-MgO@CoFe_2O_4催化剂,当醇油物质的量比为12、催化剂用量为大豆油质量的1.0%时,在65℃下反应时间3 h,生物柴油收率高达97.1%。该催化剂具有较好的重复利用性能,重复利用四次后生物柴油的收率仍可达90%。     

不同催化剂作用下聚乳酸/聚碳酸亚丙酯的酯交换反应

选用辛酸亚锡[Sn(Oct)₂]和钛酸四丁酯(TBT)作为聚乳酸(PLA)/聚碳酸亚丙酯(PPC)的酯交换反应催化剂, 研究了溶液条件下单一催化剂及复合催化剂对PLA/PPC酯交换反应的催化作用. 通过对反应产物的分子结构、 热力学及流变学行为进行分析, 结果发现, 无论在单一催化剂还是复合催化剂作用下, PLA与PPC分子间均发生了酯交换反应, 同时伴随着断链反应. 其中, 当Sn(Oct)₂作为单一催化剂或Sn(Oct)₂/TBT作为复合催化剂时, 样品更倾向发生断链反应而非显著的酯交换反应. 进一步分析纯样品在催化剂Sn(Oct)₂或TBT作用下的反应情况, 结果发现, PPC在反应最初阶段以高分子量的分子链断链为主, 且会发生明显的解拉链降解, 从而导致PLA/PPC在等质量比时酯交换反应程度不高, 这为今后更好地研究PLA/PPC酯交换反应提供了思路.     

NaF含量对以水滑石结构为前驱体的固体碱催化剂F-Ca-Mg-Al及碳酸二甲酯合成的影响（英文）

以碳酸丙烯(PC)和甲醇为原料,经酯交换反应合成的多功能、环保的碳酸二甲酯(DMC)是一种绿色、节能的合成方法。CaO固体碱催化剂对该反应具有良好的催化性能,但其再生性不理想。以F-Ca-Mg-Al水滑石(LDHs)为原料,制备了一系列不同Na F用量的固体碱催化剂,并对其进行了表征和酯交换反应测试。与不加氟的FCMA-0催化剂相比,经氟改性后的催化剂的比表面积、碱量、催化活性等性能均有明显提高。催化活性由高到低依次为:FCMA-0.8> FCMA-0.4>FCMA-1.2> FCMA-1.6> FCMA-0,这与总碱位量和强碱位量一致。FCMA-0.8催化剂活性最好,与纯CaO催化剂的相当,PC转化率为66.8%,DMC选择性为97.4%,DMC收率为65.1%。在10次循环使用后,FCMA-0.8催化剂的DMC收率仅下降3.9%(CaO催化剂下降33.2%)。FCMA-0.8在PC与甲醇酯交换制DMC方面具有良好的工业应用前景。     

原位共沉淀法制备NiMg(Al)O/γ-Al2O3催化剂及其酯交换性能

以γ-Al₂O₃为载体通过原位共沉淀法制备NiMgAl-LDHs/γ-Al₂O₃,经焙烧后得到NiMg（Al）O/γ-Al₂O₃催化剂,通过TG-DTG、XRD、SEM、BET、FT-IR、CO₂-TPD等手段对催化剂进行了表征,并对其在酯交换制备生物柴油反应中的催化性能进行了研究。结果表明,NiMgAl-LDHs和NiMg（Al）O成功在γ-Al₂O₃内孔表面生长,并有良好的结合度。催化剂对酯交换具有很高的催化活性;在醇油物质的量比为12：1的条件下反应3 h,生物柴油产率为95%,重复使用七次后,生物柴油产率仍然在82%以上。     

二丁基锡磺酸酯催化酯交换合成碳酸二苯酯

研究了不同类型的酸催化剂对碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯的影响. 实验结果表明, 碳酸二甲酯与苯酚的酯交换反应是软碱(酚氧)亲硬酸(羰基碳)的反应; 硬Lewis酸比软Lewis酸、交界Lewis酸和Brönsted酸有更高的酯交换选择性. 将不同的磺基引入n-Bu₂SnO分子中, 制得一系列硬Lewis酸催化剂[n-Bu₂Sn(OH)OS(O)₂R(H₂O)]₂[R=p-NH₂C₆H₄(Ⅰ), p-CH₃C₆H₄(Ⅱ), C₆H₅(Ⅲ), p-ClC₆H₄(Ⅳ), Me(Ⅴ), CF₃(Ⅵ)]. 在酯交换反应中, 由于磺基的强吸电子效应增强了[n-Bu₂Sn(OH)OS(O)₂R(H₂O)]₂中Sn的Lewis酸性, 其催化活性比n-Bu₂SnO的高, 而且磺基上取代基的吸电子效应越强, 催化剂中Sn的Lewis酸性越强, 催化活性越高, 但取代基的吸电子效应过强会降低其对酯交换反应的选择性.     

镍基整体式催化剂上生物质粗燃气重整调变的特性研究

采用浸渍法制备了Ni基整体式催化剂,考察了不同条件(温度、时间、空速、水蒸气添加等)对催化剂上生物质粗燃气重整反应性能的影响。结果表明,催化剂在较低温度下(≤500 ℃)只具有CO加氢反应活性,随着反应温度的升高粗燃气重整反应逐渐进行,在800 ℃以上,CH₄和C₂转化率均高达95 %以上,CO₂转化率达到92%,但随着反应空速和水蒸气添加量的增加,CH₄和CO₂等转化率呈现缓慢降低的趋势。此外,通过改变水蒸气添加量可对合成气中H₂/CO体积比在0.85~4.00进行较好调节。结合XRD表征发现,Ni基整体式催化剂中Ni°的生成可较好地促进重整反应的进行。     

γ-Fe2O3纳米粉的低热固相制备及其电磁损耗特性(英)

The Fe(OH)₃ precursor was prepared by solid -state reaction with Fe(NO₃)₃·9H₂O, NaOH and dispersed poly-ethylene glycol at low heating temperature(25 ℃). Synthesis of iron oxide (γ-Fe₂O₃) nanoparticle was achieved by thermal decomposition of Fe(OH)₃·xH₂O precursor. The nanoparticle was characterized by TG-DTA, X-ray diffra-ction, TEM etc. The results showed that the nanoparticle was composed of γ-Fe₂O₃ and was a better absorber for electromagnetic wave within the low frequency band.     

Influence of alkali metal doping on surface properties and catalytic activity/selectivity of CaO catalysts in oxidative coupling of methane

Surface properties （viz. surface area, basicity/base strength distribution, and crystal phases） of alkali metal doped CaO （alkali metal/Ca= 0.1 and 0.4） catalysts and their catalytic activity/selectivity in oxidative coupling of methane （OCM） to higher hydrocarbons at different reaction conditions （viz. temperature, 700 and 750 ℃; CH4/O2 ratio, 4.0 and 8.0 and space velocity, 5140-20550 cm^3 ·g^-1·h^-1） have been investigated. The influence of catalyst calcination temperature on the activity/selectivity has also been investigated. The surface properties （viz. surface area, basicity/base strength distribution） and catalytic activity/selectivity of the alkali metal doped CaO catalysts are strongly influenced by the alkali metal promoter and its concentration in the alkali metal doped CaO catalysts. An addition of alkali metal promoter to CaO results in a large decrease in the surface area but a large increase in the surface basicity （strong basic sites） and the C2＋ selectivity and yield of the catalysts in the OCM process. The activity and selectivity are strongly influenced by the catalyst calcination temperature. No direct relationship between surface basicity and catalytic activity/selectivity has been observed. Among the alkali metal doped CaO catalysts, Na-CaO （Na/Ca = 0.1, before calcination） catalyst （calcined at 750 ℃）, showed best performance （C2＋ selectivity of 68.8% with 24.7% methane conversion）, whereas the poorest performance was shown by the Rb-CaO catalyst in the OCM process.     

金负载量对低温水煤气变换Au/α-Fe2O3催化剂结构和性能的影响

采用共沉淀法制备了低温水煤气变换Au/α-Fe2O3催化剂。通过正交实验优化催化剂的还原活化条件，考察了金负载量对催化剂性能的影响。采用BET、XRD、UV-VIS、XRF、H2-TPR和O2-TPO等表征手段对催化剂的结构进行分析，并与其催化性能进行关联。结果表明，（1）采用10%-H2/N2还原气将催化剂在150 ℃原位还原9 h，其催化活性最高；（2）金的最佳负载量为8.00%，此时在催化剂制备过程中金的流失量较少，金粒子较小，也有利于抑制催化剂在反应过程中烧结；（3）TPR-TPO结果表明，金的负载量为8.00%时，Au/α-Fe2O3催化剂具有较易被还原、不易被氧化的性质，从而显示出最高催化活性。（4）Au/α-Fe2O3催化剂中的金以单质金（Au0）形式存在；其高活性与Au0-Fe3O4间的协同作用有关。     

Preparation and properties of magnetic alumina microspheres with a γ-Fe_2O_3/SiO_2 core and Al_2O_3 shell

Magnetic alumina composite microspheres with γ-Fe 2 O 3 core/Al 2 O 3 shell structure were prepared by the oil column method. A dense silica layer was deposited on the surface of γ-Fe 2 O 3 particles (denoted as γ-Fe 2 O 3 /SiO 2 ) with a desired thickness to protect the iron oxide core against acidic or high temperature conditions. γ-Fe 2 O 3 /SiO 2 /Al 2 O 3 particles with about 85 wt% Al 2 O 3 were obtained and showed to be suitable for practical applications as a magnetic catalyst or catalyst support due to their magnetic properties and pore structure. The products were characterized with scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM), nitrogen adsorption-desorption, and vibrating sample magnetometer (VSM). The specific surface area and pore volume of the γ-Fe 2 O 3 /SiO 2 /Al 2 O 3 composite microspheres calcined at 500 ? C were 200 m 2 /g and 0.77 cm 3 /g, respectively.     

Fe3O4的X射线微结构特征与催化活性间的关系

湿法工艺制备的不同晶型Fe2O3, 经水煤气还原后Fe3O4的X射线衍射微结构特征, 用分析微应变和晶粒尺寸的Voigt函数单峰分析法进行了测定。Fe3O4微应变大小同催化活性间存在一种对应关系。γ-Fe2O3还原的Fe3O4比α型还原的有更大的晶格畸变, 在325℃, 500空速条件下, CO转化率达97%以上, 比后者高出30%多。这种畸变结构在工业催化反应条件下能长期稳定, 但经600℃高温处理后, 畸变减小,活性下降。湿法工艺可以获得具有不同活性的Fe3O4前身, γ-Fe2O3与Fe3O4晶体结构上的类似, 使它在还原过程中, 能把这种高活性的结构状态保留下来。     

γ-Fe(2)O(3) and Fe(3)O(4) magnetic hierarchically nanostructured hollow microspheres: Preparation, formation mechanism, magnetic property, and application in water treatment

In this paper, we report the preparation of γ-Fe(2)O(3) and Fe(3)O(4) magnetic hierarchically nanostructured hollow microspheres by a solvothermal combined with precursor thermal conversion method. These γ-Fe(2)O(3) and Fe(3)O(4) magnetic hierarchically nanostructured hollow microspheres were constructed by three-dimensional self-assembly of nanosheets, forming porous nanostructures. The effects of experimental parameters including molar ratio of reactants and reaction temperature on the precursors were studied. The time-dependent experiments indicated that the Ostwald ripening was responsible for the formation of the hierarchically nanostructured hollow microspheres of the precursors. γ-Fe(2)O(3) and Fe(3)O(4) magnetic hierarchically nanostructured hollow microspheres were obtained by the thermal transformation of the precursor hollow microspheres. Both γ-Fe(2)O(3) and Fe(3)O(4) hierarchically nanostructured hollow microspheres exhibited a superparamagnetic property at room temperature and had the saturation magnetization of 44.2 and 55.4emu/g, respectively, in the applied magnetic field of 20 KOe. Several kinds of organic pollutants including salicylic acid (SA), methylene blue (MB), and basic fuchsin (BF) were chosen as the model water pollutants to evaluate the removal abilities of γ-Fe(2)O(3) and Fe(3)O(4) magnetic hierarchically nanostructured hollow microspheres. It was found that γ-Fe(2)O(3) hierarchically nanostructured hollow microspheres showed a better adsorption ability over SA than MB and BF. However, Fe(3)O(4) hierarchically nanostructured hollow microspheres had the best performance for adsorbing MB.     

SBA-15负载氧化铁催化剂上乙酸选择加氢制乙醛

制备了一系列SBA-15负载α-Fe₂O₃催化剂.研究了负载量、预还原温度和反应温度对乙酸选择加氢制乙醛反应的活性和选择性的影响.负载催化剂上乙醛的最高产率达到42.7%,比纯α-Fe₂O₃催化剂的32.2%高.催化剂表面Fe₃O₄和Fe⁰共存对提高反应性能有利.该反应有可能遵循Mars-vanKrevelen机理.     

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.