Sol-gel法制备SO_4~(2-)/ZrO_2-SiO_2及催化合成对硝基苯甲酸甲酯的研究

以ZrOCl2·8H2O和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法和透析法制备固体超强酸SO42-/ZrO2-SiO2催化剂,考察了制备条件对硅、锆凝胶化时间的影响,并以合成对硝基苯甲酸甲酯为探针反应,研究了催化剂制备条件对催化活性的影响,最后采用Hammett指示剂法、BET法、FT-IR、TEM和XRD分别对催化剂的酸强度、比表面、反应前后骨架结构和形貌变化、晶相进行了表征。结果表明:(1)当水浴温度为80℃,水10mL时,锆凝胶化时间最短;(2)水浴温度为80℃,水8mL,pH=3.0-4.0时硅凝胶化时间最短;(3)当硅、锆原子摩尔比为10:1,H2SO4浸渍液浓度为1.0mol·L-1,焙烧温度550℃时,催化剂的活性最高,酯产率为70%左右;(4)催化剂酸强度Ho-12.70,反应前后催化剂比表面变化较大且结构形态存在较大差异,催化剂中的SiO2为无定形态,ZrO2为四方晶态。     

CO2重整甲烷反应高效稳定Ni/ZrO2催化剂的纳米结构特点

分别通过在常压流动N2气中加热处理ZrO(OH)2醇凝胶和在空气中焙烧ZrO(OH)2水凝胶制备了含不同晶相组成和不同尺寸ZrO2纳米粒子的Ni/ZrO2催化剂.Ni/ZrO2催化剂上CO2重整CH4反应的活性和稳定性以及多种催化剂表征(XRD,TEM,TPR及TPD等)数据表明,高效稳定的Ni/ZrO2催化剂必须具有“金属/氧化物”纳米复合物的特征.ZrO2纳米粒子的晶相组成对CO2重整甲烷反应中纳米复合物型Ni/ZrO2催化剂的稳定性没有明显影响.     

添加环氧丙烷法常压干燥制备ZrO2气凝胶

以无机锆盐硝酸氧锆(ZrO(NO3)2·5H2O)为前驱体,1,2-环氧丙烷(PO)为凝胶促进剂,甲酰胺(FA)为干燥控制化学添加剂(DCCA),采用溶胶-凝胶法并通过常压干燥制备了轻质二氧化锆(ZrO2)气凝胶,利用差热分析(DTA)、扫描电镜(SEM)、N2吸附/脱附等测试技术对所制得的ZrO2气凝胶进行了表征.结果表明:添加环氧丙烷常压干燥制得的ZrO2气凝胶具有纳米尺寸的多孔网络结构,表观密度可低至202.08 kg·m-3,比表面积可高达645.0 m2·g-1,与超临界干燥效果相当.环氧丙烷因其环氧原子的强亲核性和不可逆的开环反应,可促进凝胶化,并通过环氧丙烷的量控制反应过程和凝胶状态.     

固体超强酸SO2-4/ZrO2的制备及其催化性能研究

以氧氯化锆为锆原,氨水为沉淀剂,硫酸溶液为浸渍液,通过沉淀-浸渍法制备SO2-4/ZrO2(SZ)酯化催化剂,其结构经BET、X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)及扫描电子显微镜(SEM)表征.结果表明:随着焙烧温度升高,催化剂的比表面积依次降低,孔径增大,氧化锆的晶态由无定形态转化为四方晶态再转化为单斜晶态;于600℃焙烧时,催化剂形成的S=O键红外吸收峰最强;于700℃焙烧时,催化剂结构被破坏.在丙烯酸与十八醇的酯化反应中对催化剂进行活性测试.结果表明:600℃焙烧的催化剂产率最高(96.4%).     

纳米固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2-SiO_2的研究

采用纳米化学制备技术合成了新型的纳米固体超强酸催化剂SO2-4/ZrO2-SiO2.该催化剂对醋酸和脂肪醇的酯化反应有很好的催化作用,并具有耐水性强,再生容易,可重复使用,不腐蚀设备,不污染环境等优点,是对环境友好并具有应用前景的绿色工业催化剂.用XRD、XPS、TEM、IR和化学分析等手段分析了SO2-4/ZrO2-SiO2的晶化过程、比表面积、含硫量.结果表明,浸渍液H2SO4浓度、焙烧温度、沉淀条件、比表面积和含硫量均明显影响SO2-4/ZrO2-SiO2的酸强度及催化活性.SO2-4/ZrO2-SiO2最佳制备条件:陈化温度为0℃,浸渍液H2SO4浓度为0 5mol/L,焙烧温度为650℃,焙烧时间为3h.     

制备参数对ZrO_2气凝胶超细粉织构和结构性质的影响

用超临界流体干燥（ＳＣＦＤ）法制备ＺｒＯ＿２气凝胶超细粉，详细考察了各个制备参数对其织构和结构性质的影响。结果表明，制备大孔高比表面ＺｒＯ＿２气凝胶超细粉较适宜的条件为：水凝胶在母液中老化时间尽可能长，锆盐溶液浓度～０．１７ｍｌ／ｌ，醇水交换度达到醇凝胶液相水含量～２。５２Ｗ％，操作温度～２６０℃，操作压力～７．５ＭＰａ。     

制备参数对ZrO2气凝胶超细粉织构和结构性质的影响 Ⅱ.老化时间…

用超临界流体干燥（ＳＣＦＤ）法制备ＺｒＯ２气凝胶超细粉，详细考察了各个制备参数对其织构和结构性质的影响。结果表明，制备大孔高比表面ＺｒＯ２气凝胶超细粉较适宜的条件为：水凝胶在母液中老化时间尽可能长，锆盐溶液浓度～０．１７ｍｌ／ｌ，醇水交换度达到醇凝胶液相水含量～２．５２Ｗ％，操作温度～２６０℃，操作压力℃７．５ＭＰａ。     

低温水煤气变换催化剂Cu/ZrO_2的制备、表征与性能

以水热法制得的纯单斜相ZrO2为载体,采用沉积沉淀法制备了一系列具有良好水煤气变换反应活性的Cu/ZrO2催化剂.并通过X射线粉末衍射、N2物理吸附、H2程序升温还原、X射线荧光元素分析、高分辨透射电镜和扫描电镜等手段考察了制备参数对Cu/ZrO2催化剂结构的影响,探讨了其结构与性能的关系.结果表明,CuO负载量、沉淀温度、沉淀剂种类和焙烧温度均在一定程度上影响了催化剂活性组分的晶粒大小、分散状态、织构性质及载体与活性组分间的相互作用,从而影响催化剂活性.催化剂制备的适宜条件为:CuO负载量25%,沉淀温度65oC,KOH为沉淀剂,在H2气氛300oC焙烧2h.     

制备高效稳定CO2重整甲烷Ni/ZrO2催化剂的新方法

 用超临界乙醇干燥ZrO(OH)2醇凝胶,可以制备出高效稳定的纳米复合型CO2重整甲烷Ni/ZrO2-AS催化剂; 在常压流动N2中加热处理ZrO(OH)2醇凝胶制备ZrO2前体,同样可以得到高效稳定的纳米复合型Ni/ZrO2-AN催化剂. 在270~650 ℃范围内改变ZrO(OH)2醇凝胶的热处理温度,对最终的Ni/ZrO2-AN催化剂的性能影响不大. 用这种方法制备纳米复合型Ni/ZrO2催化剂避免了复杂的超临界工艺,从而容易获得实际应用.     

纳米固体超强酸SO2-4/ZrO2-SiO2的研究

采用纳米化学制备技术合成了新型的纳米固体超强酸催化剂SO2-4/ ZrO2-SiO2.该催化剂对醋酸和脂肪醇的酯化反应有很好的催化作用,并具有耐水性强,再生容易,可重复使用,不腐蚀设备,不污染环境等优点,是对环境友好并具有应用前景的绿色工业催化剂.用XRD、XPS、TEM、IR和化学分析等手段分析了SO2-4 / ZrO2-SiO2的晶化过程、比表面积、含硫量.结果表明,浸渍液H2SO4浓度、焙烧温度、沉淀条件、比表面积和含硫量均明显影响SO2-4 / ZrO2-SiO2的酸强度及催化活性.SO2-4 / ZrO2-SiO2最佳制备条件陈化温度为0℃,浸渍液H2SO4浓度为0.5 mol/ L,焙烧温度为650℃,焙烧时间为3 h.