钴铜铝水滑石类化合物的合成及其催化氧化对甲酚：Ⅰ.水滑石的合成及 …

用共沉淀法合成了以钴为主的水滑石型化合物，用ＸＲＤ，ＩＲ等对其及热分解产物进行了表征。结果表明，水滑石经过焙烧，逐渐失去层间的Ｈ２Ｏ，ＯＨ＾＝和ＣＯ＾２－３，转化成尖晶石结构。比表面积测定和ＣＯ２－ＴＰＤ结果表明，焙烧温度和产物的Ｃｏ：Ｃｕ比对表面积和碱性均有明显的影响。     

水滑石焙烧产物-镁铝复合氧化物表面性质的反相气相色谱研究

用共沉淀法制备的镁铝水滑石(Mg/Al物质的量比为3),经一定温度焙烧后,得到“笼”状结构的复合氧化物,并采用反相气相色谱法(IGC)对复合氧化物和混合氧化物(氧化镁和氧化铝)的表面性质进行了研究。实验测得一系列探针分子在复合氧化物和混合氧化物上的保留时间,可计算出其吸附热力学函数(吸附自由能(ΔG^?),吸附焓(ΔH^?),吸附熵(ΔS^?)),表面能色散组分(γ_S^d)及复合氧化物的表面酸碱参数(K_A,K_D),并探讨了探针分子在复合氧化物上的吸附机理。结果表明,探针分子进入复合氧化物的“笼”状结构后,可以减小温度对探针分子吸附过程的影响。此外,计算出复合氧化物的表面酸碱参数K_A=3.21及K_D=21.02,定量地表明镁铝复合氧化物是一种两性偏碱的材料。     

复合磁性MgAl水滑石制备及其酯交换性能的研究

使用共沉淀法制备磁性Fe_3O_4粒子,并以此为原料制备出Fe_3O_4/M g Al-LDH,将其焙烧产物Fe_3O_4/M g(Al)O作为微藻油脂和甲醇发生酯交换反应的催化剂,利用产物生物柴油产率作为评价催化剂的活性指标,探究其酯交换活性。通过TGDTG、XRD、SEM、EDS、TEM、N2吸附-脱附、VSM等表征手段对所制备样品进行表征。结果表明,Mg Al-LDH、Mg(Al)O在Fe_3O_4表面生长,并具有一定的磁响应能力。在反应时间为4 h、醇油物质的量比为13∶1的条件下,生物柴油产率高达90%。经过三次使用后,仍具有一定活性。在外磁场的作用下可完成催化剂与反应物的分离。     

基于层状氢氧化物衍生复合氧载体的生物质化学链气化实验研究

通过低饱和共沉淀法合成了类水滑石结构的层状氢氧化物(Layered Double Hydroxide,LDH)前驱体,经煅烧获得衍生Cu/Al/Zn、Cu/Al/Ni、Cu/Al/Ni/Zn高分散复合氧载体。采用XRD、XRF、H2-TPR、SEM及BET等分析手段对氧载体的结构及反应性能进行了表征,并通过固定床反应器开展了氧载体与生物质化学链气化实验。结果表明,合成的三种前驱体都具有典型的水滑石特征衍射峰,且层板稳定。Cu/Al/Zn前驱体层间厚度为0.264 2 nm,Ni2+引入后,层间距减小。前驱体煅烧后形成的复合氧载体中元素含量与制备试剂基本一致。氧载体中Zn、Ni元素的引入可提升Cu O的反应活性,降低H2还原的反应温度,Zn元素与Cu具有更好的协同作用。Cu/Al/Ni/Zn氧载体在固定床化学链气化中具有较好的碳转化率和气体产率,其碳转化率为82.03%。反应后氧载体比表面积为5.995 m2/g,具有较好的可再生性与抗烧结性,是生物质化学链气化反应较为理想的氧载体。     

双功能催化剂Nix/MgyAl2O y+3用于丁酮烷基化反应

以Nix/zMgy/zAl2/z(OH)2(CO3)1/z(z=x+y+2,x=0.2、1,5≤y≤11.8)水滑石为前驱体,经高温焙烧和H2还原后得到了一系列可用于甲醇-丁酮(MEK)烷基化反应的Nix/MgyAl2Oy+3(x=0.2、1,5≤y≤11.8)双功能催化剂,并采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、程序升温还原(TPR)、程序升温脱附(TPD)等技术对催化剂的结构和形貌进行了表征。活性实验结果发现Ni/Mg9Al2O12催化剂具有较好的活性,在常压、温度280℃、原料液时空速(LHSV)6.0 h-1的条件下,丁酮的转化率为61.6%,3?戊酮(DEK)和3?甲基?2?丁酮(MIPK)的选择性分别为45.0%和17.7%。表征结果表明催化剂中合适的活性金属Ni和MgO含量对提高DEK和MIPK的选择性具有重要的影响,Ni与催化剂表面碱量之间的协同作用可能是影响催化剂的活性和选择性的主要因素。     

花球状镁铝复合氧化物负载Ni⁃Co催化剂的合成及正十二烷水蒸气重整制氢

采用水热晶化的方法制备了花球状镁铝层状水滑石材料,经过高温焙烧和氢气还原成功制备了镁铝复合氧化物负载的Ni?Co合金催化剂。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、氮气吸附-脱附测试、粉末X射线衍射、程序升温还原等技术表征了所制备催化剂的物理化学性质,并且测试了所制备催化剂催化正十二烷水蒸气重整制氢性能。实验结果表明:水热晶化后催化剂的前驱体是花球状层状水滑石结构,焙烧后催化剂以复合氧化物的结构存在,且存在非常丰富的介孔和大孔。通过调控Co的加入量,可以调控金属载体相互作用的强度及金属颗粒尺寸。还原后,Ni和Co形成合金且均匀地分布在层状薄片镁铝复合氧化物上面。所制备的催化剂用于正十二烷水蒸气重整制氢,结果显示,相比于Ni单金属催化剂,形成Ni?Co合金的催化剂的活性及产氢率均有较大程度的提升,且抗积碳性能大幅度提高。这归因于Ni?Co协同的合金状态和较小的金属纳米颗粒尺寸。     

Furfural Hydrogenation on Nickel‐promoted Cu‐containing Catalysts Prepared from Hydrotalcite‐Like Precursors

The nickel‐promoted Cu‐containing catalysts (Cu_xNi_y‐MgAlO) for furfural (FFR) hydrogenation were prepared from the hydrotalcite‐like precursors, and characterized by X‐ray powder diffraction, inductively‐coupled plasma atomic emission spectroscopy, N₂ adsorption‐desorption, UV‐Vis diffuse reflectance spectra and temperature‐programmed reduction with H₂ in the present work. The obtained catalysts were observed to exhibit a better catalytic property than the corresponding Cu‐MgAlO or Ni‐MgAlO samples in FFR hydrogenation, and the CuNi‐MgAlO catalyst with the actual Cu and Ni loadings of 12.5 wt% and 4.5 wt%, respectively, could give the highest FFR conversion (93.2%) and furfuryl alcohol selectivity (89.2%). At the same time, Cu⁰ species from the reduction of Cu²⁺ ions in spinel phases were deduced to be more active for FFR hydrogenation.     

Removal of Cu(II) from CuSO4 Aqueous Solution by Mg‐Al Hydrotalcite‐like Compounds

Hydrotalcite‐like compound (HTlc) with a Mg/Al molar ratio of 2:1 was synthesized by using a coprecipitation method and the sorption removal of Cu(II) by the Mg‐Al HTlc sample from CuSO₄ solution was investigated. It was found that the Mg‐Al HTlc showed a good sorption ability for Cu(II) from CuSO₄ solution, indicating that the use of hydrotalcite‐like compounds as promising inorganic sorbents for the removal of heavy metal ions from water is possible. The sorption kinetics and the sorption isotherm of Cu(II) on the HTlc obeyed the pseudo‐second order kinetic model and Langmuir equation, respectively. The percent removal of Cu(II) by the HTlc was strongly dependent on the initial pH of bulk solution. It increased sharply with the increase of initial pH value in the range of 5–7, and was relatively small in the initial pH range of 4–5, while it reached about 100% after initial pH was higher than 7. The presence of AlCl₃ might obviously lower the equilibrium sorption amount (q_e) of Cu(II) on the HTlc. However, the presences of NaCl and MgCl₂ might increase the q_e. The presences of ligands (citric acid and EDTA) in the studied concentration range might obviously decrease the q_e of Cu(II) on the HTlc. The removal mechanism of Cu(II) cations by HTlc in the presence of SO₄^2? anions may be attributed to the surface‐induced precipitation of Cu(II) hydroxides and the surface complex adsorption by the linking effect of SO₄^2? between the HTlc and Cu(II) cations, and the removal ability arising from the surface‐induced precipitation is much higher than that from the linking effect of SO₄^2?.     

锂-铝类水滑石催化大豆油酯交换制备生物柴油

采用共沉淀法制备了不同锂-铝比[n(Li)/n(Al)]的Li-Al类水滑石,经不同温度下焙烧得到复合氧化物;将复合氧化物作为大豆油与甲醇反应制备生物柴油的催化剂,考察了其对大豆油酯交换反应的催化性能.结果表明,n(Li)/n(Al)=13的类水滑石在400℃下焙烧得到的复合氧化物对大豆油酯交换反应具有极高的催化活性....     

镁铝水滑石负载MnO-4催化氧化乙苯合成苯乙酮

采用焙烧还原法制备了镁铝水滑石负载MnO4-催化剂,并将其应用于催化氧气氧化乙苯合成苯乙酮的反应中。考察了催化剂用量、反应温度、反应时间、MnO4-负载量和镁铝比等因素对催化氧化反应的影响及催化剂的重复使用性能。在优化条件下:催化剂用量3 g,乙苯用量45 mL,反应温度120℃,水滑石结构中n(Mg)/n(Al)=5,氧气流量100 mL/min,苯乙酮产率可达57.0%,苯乙酮选择性可达96.3%,催化剂重复使用3次催化活性降低较小。