无机插层材料在电化学能量存储与转换领域的研究进展

由于全球能源和环境危机的不断加剧,清洁高效能源的研究和应用引起了人们的极大关注.层状双金属氢氧化物LDHs是一类典型的阴离子黏土材料,由于其电化学活性高、稳定、价廉,近年来被广泛用于电化学传感器、超级电容器、锂离子电池和燃料电池等领域.本文详细介绍了插层材料LDHs的材料设计、可控制备及其在电化学能量存储与转换领域的研究进展,并进一步讨论了LDHs材料在该领域面临的挑战和发展趋势.     

掺杂金属离子改性的TiO2薄膜光催化剂的研制

采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜光催化剂，着重考察了掺杂铈、镧、钨等金属离子改性的TiO2薄膜的光催化活性，研究了其紫外-可见光透过性能，甲基橙水溶液的光催化降解实验表明：掺杂铈、镧、钨三种金属离子后，TiO2薄膜的光催化活性均有不同程度的提高，最佳掺杂浓度分别为3．0％、1．0％、0．5％，其中掺杂铈的TiO2薄膜光催化活性最高。     

PdCl42-配离子插层类水滑石的组装及其结构特征

以Mg_0.76Al_0.24(OH)₂(NO₃)_{0.24·0.32H2O LDHs为前体，由离子交换法实现了层间为含Pd阴离子LDHs的插层组装。用XRD、FT-IR、TG-DTA和ICP等手段对样品进行表征和分析，结果表明Pd以PdCl4^2-的形式位于层间，反应24 h达到最大插层限度，配离子平面平行于层板排布，3个PdCl4^2-配离子构成的几何空间的中心存在1个NO3-离子以维持插层结构能量最低。所得插层产物的化学组成式为Mg0.74Al0.26(OH)2(PdCl4)0.11(NO3)0.04·0.62H2O。}     

磁性纳米固体碱催化剂MgAI-OH-LDHs／NiFe2O4的合成、表征与性能研究

提出用镁铝水滑石包覆镍铁尖晶石，制备磁性纳米固体碱催化剂MgAl-OH-LDHs／NiFe2O4．用XRD，IR，TG-DTA，BET，XPS，VSM和TEM等技术及丙酮缩合反应表征了催化剂的结构和性能．结果表明该催化剂具有以NiFe2O4为磁核，以MgAl-OH-LDHs为BrФnsted碱催化活性相，通过Mg-O-Fe(Ni)和／或Al-O-Fe(Ni)连接于磁核上的包覆结构，给出了该催化剂的结构模型．该催化剂用于丙酮缩合反应，273K双丙酮醇转化率略高于MgAl-OH-LDHs，然而经外加磁场回收所得回收率大幅度提高，再次用于该反应仍保持较高的催化活性．     

新型磁性纳米固体酸催化剂ZrO2/Fe3O4的制备及表征

根据将磁性一材料和固体酸进行组装的设想，成功制备了磁性纳米固体酸催化剂。纳米级样性前体-磁基体(Fe3O4)的磁性、粒子尺寸受到Fe^2^+/Fe^3^+投料比和用于沉淀的NaOH浓度的显著影响；不同复合方法也对磁性固体酸催化剂ZrO2/Fe3O4的酯化催化性能影响显著。XRD，XPS，TEM，比表面积测定，元素组成分析及磁学性能测定等表征结果证实，新型催化剂以磁性材料为核，固体酸催化剂活性组分包覆在其外部形成包覆型的磁性纳米催化剂。该系列催化剂均具有较小的粒子尺寸、较强的磁性及较高的酯化催化活性；并且易于通过磁场进行回收，使用寿命较长。它们对乙酸与正丁醇酯化反应的催化活性随着ZrO2含量增加而提高。催化剂中ZrO2的晶化温度因为Fe3O4的存在而升高，有利于催化剂活性的保持，热处理温度会对催化剂的磁性及催化活性产生影响。     

固相物质热分解反应中活化能异常问题的研究

用热分析法研究固相物质分解反应时,往往因升温速率不同而得到不同的反应活化能。这一异常现象的本质原因在于反应本身的复杂性导致反应活化能服从非均匀分布。本文以此为前提,提出了一种解析热分析实验曲线,计算反应活化能的方法。其特点是将反应活化能视为反应转化率的函数,利用不同升温速率下的多条实验曲线,借助严格的理论处理进行计算,同时建立了反应活化能与反应转化率的定量关系式。文中以固体碳酸钙粉末的分解反应为例,对提出的方法进行了讨论。     

新型Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)-SO_4~(2-)水滑石的制备及结构研究

采用共沉淀法进行了Fe?Fe?-SO42-型水滑石(FeFe-LDH)的制备研究,并利用X射线衍射、红外光谱、穆斯堡尔谱和热分析等手段对其晶体结构和稳定性进行了分析。研究结果表明:当反应投料物质的量之比Fe2+/Fe3+介于2～5之间,共沉淀pH值控制在6.5～7.5之间,反应温度为40℃,反应时间为2h时,可得到晶体结构规整的层状结构产物,所得产物的层板组成并不随投料比的改变而改变,基本保持恒定;且在FeFe-LDH层间形成了SO42-离子与H2O分子的双层排列方式,从而使层间距增大。     

13X分子筛上硫化促进剂的动态行为研究

采用TPD技术对13X分子筛的表面酸性及3种硫化促进剂在其表面上的动态行为进行了研究。结果表明,13X分子筛具有吸附能量高低不等的多种表面酸性吸附部位。对于吸附型缓释交联剂,有效的表面吸附部位为弱化学吸附位.表观脱附动力学计算结果表明,不同的硫化促进剂从13X分子筛表面有效部位脱出时,其动力学特征亦不同,但均与晶内扩散有关,表观脱附活化能(kJ/mol)分别为51.5(二乙胺)、68.6(环己胺)和78.3(乙二胺)。     

乙二醇单乙醚醋酸酯合成用固体催化剂的筛选及催化作用分析

采用自建动态酯化反应实验装置，通过色谱分析测定了不同催化剂上乙二醇单乙醚醋酸酯合成反应的转化率－时间关系曲线。根据多种催化剂的活性及寿命，筛选出一种较为理想的锆基催化剂。该催化剂在实验条件下，反应２ｈ，转化率达９７％，对目标产生的选择性为１００％。     

组合脱胺对β沸石酸性和结构的影响

利用ＴＰＤＥＴＰＤ和ＸＲＤ等手段研究了低温恒温脱胺后的再程序升温脱胺的组合脱胺法，结果表明，不同组合脱胺工艺均可调度β沸石的表面酸性，适当选择组合脱胺温度可大幅度调度β沸石的表面酸性，其中２７０℃和２９０℃下分别恒温脱胺后程序升温脱胺，β沸石表面除出现传统脱胺的两个酸性位外，还出现了一个中等强度的酸性位，且酸量很大，可调变性较强，晶相测定可知，低温脱后再程序升温脱妥有利于β沸石结晶度的保持，此外，