Lan+1NinO3n+1(n=1～4)复合氧化物的制备、表征和催化性能的研究

合成了(AO)(ABO3)n(A=La, B=Ni, n-1～4)型系列复合氧化物。用XRD, XPS,IR, TPD, TPR等方法对其进行了表征, 研究了结构特征, 氧化-还原性能。用化学分析方法测定了镍的价态及氧缺陷, 考察了该系列复合氧化物对CO, CH4的完全氧化活性, 并对其活性与化学组成及结构间的关系进行了讨论。     

沥青质及其亚组分与烷基苯磺酸盐溶液在降低界面张力中的协同作用

利用混合溶剂沉淀法将原油中的沥青质分为4个亚组分, 研究了含有各组分的模拟油与烷基苯磺酸钠(p-S14-4, p为对二甲苯; 14表示烷基链上有14个碳原子; S表示表面活性剂; 4表示芳基在长链烷基的4号碳原子上)水溶液间的动态界面张力(DIFTs). 结果表明, 沥青质及其亚组分的分子尺寸、 浓度和极性对DIFTs有显著影响. 分子尺寸较大的沥青质亚组分与p-S14-4分子之间难以形成混合吸附膜, 协同作用较弱, DIFTs曲线呈“L”形, 最小界面张力(IFT_min)受浓度和极性的影响较小. 在高浓度时, 分子尺寸较小的沥青质及其亚组分快速扩散至界面与p-S14-4分子形成紧密的混合吸附膜, 能够快速降低界面张力(IFT); 随着时间的延长, 界面层的分子发生重排, 导致DIFTs曲线呈“V”形, 且在这种情况下沥青质及其亚组分的极性越高, 降低IFT的协同作用越明显, IFT_min越低.     

低Ni含量和低比表面积六铝酸盐LaNiAl_(11)O_(19-δ)催化剂上CH_4-CO_2重整反应的积炭

利用X射线粉末衍射、氢程序升温还原、X射线光电子能谱和透射电镜技术研究了在低Ni含量和低比表面积六铝酸盐催化剂LaNiAl_(11)O_(19-δ)上CH_4-CO_2重整反应的积炭行为,考察了该催化剂表面积炭的形貌、来源、积炭物种及其反应性能.结果表明,LaNiAl_(11)O_(19-δ)催化剂表面积炭主要由甲烷裂解产生,并以Ni的碳化物形式存在于活性中心Ni的周围.根据积炭物种活化程度的难易可分为C_α,C_β和C_γ三种类型,其中C_α为容易被CO_2消除的化合碳,而C_β和C_γ则是不易被CO_2消除的石墨碳.透射电镜结果表明,C_α以碳纳米管形式分布于催化剂颗粒周围,但金属Ni活性中心仍能暴露于气相中,因而不影响催化剂的活性.     

低Ni含量和低比表面积六铝酸盐LaNiAl11O19-δ催化剂上CH4-CO2重整反应的积炭

 利用 X 射线粉末衍射、氢程序升温还原、X 射线光电子能谱和透射电镜技术研究了在低 Ni 含量和低比表面积六铝酸盐催化剂 LaNiAl11O19-δ 上 CH4-CO2 重整反应的积炭行为, 考察了该催化剂表面积炭的形貌、来源、积炭物种及其反应性能. 结果表明, LaNiAl11O19-δ 催化剂表面积炭主要由甲烷裂解产生, 并以 Ni 的碳化物形式存在于活性中心 Ni 的周围. 根据积炭物种活化程度的难易可分为 Cα, Cβ和 Cγ 三种类型, 其中 Cα 为容易被 CO2 消除的化合碳, 而 Cβ 和 Cγ则是不易被 CO2 消除的石墨碳. 透射电镜结果表明, Cα 以碳纳米管形式分布于催化剂颗粒周围, 但金属 Ni 活性中心仍能暴露于气相中, 因而不影响催化剂的活性.     

Co-MCM-41和Co-MCM-48分子筛的合成与表征及其对临CO2乙烷脱氢反应的催化性能

 合成了Co-MCM-41和Co-MCM-48分子筛,并用X射线衍射、红外光谱和紫外-可见漫反射光谱等技术对样品进行了表征. 结果表明,部分Co离子掺杂进入了各分子筛的骨架中,在Co-MCM-41分子筛中只含有Co(Ⅱ),而在Co-MCM-48分子筛中只含有Co(Ⅲ). 分子筛中Co离子的价态不同是导致它们反应性能差异的根本原因.     

氧化镁负载钼钒磷酸铜催化剂上正己醇氧化脱氢制正己醛

 采用乙醇溶液浸渍法制备了MgO负载的Cu2PMo11VO40催化剂,考察了催化剂对正己醇氧化脱氢生成正己醛的催化性能,确定了最佳反应条件. 催化剂经50 h反应后活性没有下降,生成正己醛的选择性保持在96.0%以上. IR光谱和TPR结果表明,在反应条件下催化剂上不断有V5+从Keggin结构中移出,与Cu2+一起作为抗衡离子存在于Keggin结构单元之外,形成缺位的Keggin型结构,使催化剂处于活化状态; Cu2+的存在使催化剂的还原温度降低,Keggin结构之外的V5+与Cu2+之间存在相互作用,可使催化剂活性提高.     

聚苯胺负载H4PMo11VO40催化剂的结构和催化性能

 合成了聚苯胺负载的H4PMo11VO40催化剂,利用IR, XRD,ICP,SEM和NH3-TPD等技术对催化剂进行了表征,证实H4PMo11VO40能够负载于聚苯胺载体上,并有效地改善了H4PMo11VO40的酸碱-氧化还原催化性能. 考察了催化剂催化正己醇转化的性能,正己醇氧化生成正己醛和脱水生成正己烯两种产物. 与未负载的H4PMo11VO40相比,聚苯胺负载的4PMo11-VO40催化剂的氧化还原催化性能有所提高,而酸碱催化性能有所降低,并且催化性能随着H4PMo11VO40负载量的增加而提高. 但负载量过高时,正己醛收率反而降低. 其中以C6H4.5NH4PMo11VO40)0.0319催化剂最佳,140 ℃时达到最大正己醇转化率87.6%,正己醛的收率为48.8%,选择性为55.7%.     

Ag/Yb掺杂对Ca3Co3.9Cu0.1O9-δ热电性能的影响

采用溶胶凝胶及冷压方法, 通过在Ca₃Co_3.9Cu_0.1O_9-δ体系中引入不同量的Ag⁺或Yb³⁺离子来调控体系的热电性能, 制备了可在300~880 K下稳定存在且热电性能优良的陶瓷材料Ca_3-xAg_xCo_3.9Cu_0.1O_9-δ(x=0.1, 0.15, 0.2, 0.3)和Ca_3-yYb_yCo_3.9Cu_0.1O_9-δ(y=0.05, 0.1, 0.2, 0.3). 通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对产物进行了表征, 结果显示所制备的样品纯度较高, 晶粒均匀, 晶粒间较致密. 适量的Ag⁺, Yb³⁺离子取代Ca²⁺离子固溶到晶体中使制备的双掺杂材料晶胞体积发生了变化, 但并未引起晶体对称结构的变化. 电阻率和Seebeck系数的表征结果说明双掺杂优化了载流子的浓度, 随着温度的升高电阻率不断减小, Seebeck系数不断增大. 经过计算可知Seebeck系数的增大还有电子有效质量的贡献. 热导率表征结果显示双掺杂体系的热导率随着温度的升高而减小, 其中声子热导依然起主要作用, 这与单掺杂体系的结果一致. 随着温度的升高, 双掺杂样品Ca_2.7Ag_0.3Co_3.9Cu_0.1O_9-δ在880 K下ZT值达到最大, 为0.2.     

Co-MCM-41催化剂上临CO2-乙烷脱氢反应的研究

合成了不同Co掺杂量的Co-MCM-41分子筛.用XRD,FTIR和TG-DTA等技术对所制样品进行表征.在常压连续流动固定床反应器上考察了它们对临CO₂-乙烷脱氢制乙烯反应的性能,结果表明,3%Co-MCM-41在973K可使乙烷的转化率达到39.54%,乙烯的选择性达到98.59%,收率达到38.98%.Co的掺杂量和反应温度等条件对该反应均有一定影响.Co-MCM-41对乙烷催化脱氢制乙烯同样也有很高的活性.引入CO₂可消除积炭对催化剂活性的影响,更有利于催化反应的进行.     

氧化镁负载磷钼钒杂多酸催化剂的结构和催化性能

采用乙醇溶液中浸渍的方法制备了氧化镁负载的磷钼钒酸铜(Cu₂PMo₁₁VO₄0)催化剂,考察了正己醇选择氧化生成正己醛的催化反应性能.催化剂的IR,XRD,UV-DRS,NMR,DTA-TG和比表面积等测试结果表明,Cu₂PMo₁₁VO₄0在氧化镁表面单层分散,形成缺位型Keggin结构.反应后催化剂表面分散状态及结构未发生明显改变,Keggin型对称结构有所恢复,形成活化状态的缺位型Keggin结构.