硬脂酸法制备SO42-/Fe2O3-SiO2固体酸及其催化性能的初步探讨

首次用硬脂酸法制备了Fe2O3-SiO2混合氧化物,经浸渍H2SO4后再焙烧得SO2-4/Fe2O3-SiO2固体酸催化剂.用TEM,XRD,N2吸附/脱附和TG-DTA等手段对其进行了表征,结果显示制得的Fe2O3-SiO2混合氧化物具有多孔结构.且随着Si含量的增大,其比表面积明显增大,但孔径减小.用乙酸/丁醇酯化催化反应评估了该固体酸的催化性能.     

纳米固体超酸SO42-/Fe2O3的研究与应用

采用纳米化学制备技术合成了新型的纳米固体超酸SO4^2-/Fe2O3。它对醋酸和脂肪醇的酯化反应有良好的催化作用，并具有耐水性强、可重复使用、再生容易、不污染环境等优点。     

新型固体酸SO42-/Al2O3-Al 的制备与表征

采用铝阳极氧化法制备了A12O3-Al一体型载体．并通过浸渍硫酸的方法制备了新型固体酸SO4^2-／Al2O3-Al催化剂．采用BET、XRD、XPS和NH3-TPD对其结构和酸性进行了表征．结果表明，该催化剂具有合适的孔结构．Al2O3-Al载体为无定形结构．NH3-TPD结果表明．该催化剂同时具有弱酸及强酸位．用乙酸／乙醇酯化催化反应评估了该固体酸的催化性能．     

新型固体酸催化剂SO42-/Fe2O3-ZrO2-SiO2的研究

研制了新型三元ＷＯ４＾２－／ＦｅｗＯ３－ＺｒＯ２－ＳｉＯ２固体酸催化剂并用于催化剂并用于催化乙酸／丁醇酯化反应;考察了制备方法、Ｆｅ,Ｚｒ摩尔比、Ｓｉ原子百分含量、沉淀ｐＨ值、陈化时间、预焙烧温度、浸渍液Ｈ２ＳＯ４溶液浓度、焙烧温度、焙烧气氛等对催化性能的影响。实验结果表明,使用Ｓｉ含量为２％,ｍｏｌＦｅ：ｍｏｌＺｒ＝０．２５由共沉淀－浸渍法在氧气气氛中制得的该类催化剂,乙酸的转化率、乙酸丁酯收率     

制备工艺条件对SO42-/TiO2-Al2O3-Al固体酸催化剂性能影响

采用铝阳极氧化法制备了Al2O3-Al-体型多孔氧化铝载体,再采用电沉积技术将TiO2沉积到氧化铝多孔的纳米孔道内,制备了催化精馏专用SO42-/TiO2-Al2O3-Al型固体酸催化剂,并以乙酸乙酯合成为模型反应,考察了水封条件,电沉积电压、电沉积时间等制备工艺条件对催化剂活性的影响.实验结果表明,适宜的制备条件为水封温度为50℃,水封时间为1 h,电沉积电压为6V,电沉积时间为30 min,在此制备条件下,醋酸转化率为31.34%.采用扫描电镜(SEM),X射线衍射分析(XRD)手段对所制备催化剂进行了表征.结果表明:阳极氧化铝膜的结构为无定型结构,TiO2在载体上呈高度分散状态.     

纳米固体超强酸SO2-4/Fe2O3催化合成尼泊金酸乙酯

以纳米固体超强酸SO2-4/Fe2O3催化尼泊金酸与乙醇的酯化反应合成了尼泊金酸乙酯.较适宜的反应条件为:尼泊金酸25 mmol,n(尼泊金酸):n(乙醇)=1:4,ω(催化剂)=3.73%,甲苯15 mL,于84℃～86℃反应3 h,产率达到93.3%.     

微波水热改性制备S2 /Fe2O3-SiO2固体酸及催化性能

对共沉淀法得到的Fe2O3-SiO2混合氧化物前驱物进行微波水热改性处理，经浸渍（NH4）2S2O8后再焙烧得S2O8^2-／Fe2O3-SiO2固体酸催化剂。用XRD、TEM、N2气吸附／脱附及化学分析方法对其进行了表征，用乙酸／丁醇酯化催化反应评估固体酸的催化性能，并与通常条件下制得的催化剂进行了比较。结果显示，引入SiO2会延迟Fe2O3晶体的形成与长大；对前驱物用250W的微波水热改性处理1．5h，制得的固体酸具有适中的比表面积、均匀的孔径分布，含硫量为6．02％，比表面积为37．1m^2／g。该固体酸对乙酸丁醇酯化反应有很高的催化活性，催化酯化反应3h，乙酸的转化率高达97．7％。     

纳米固体超强酸SO4^2-／Fe2O3催化合成尼泊金酸乙酯

以纳米固体超强酸SO4^2-／Fe2O3,催化尼泊金酸与乙醇的酯化反应合成了尼泊金酸乙酯。较适宜的反应条件为：尼泊金酸25mmol,n（尼泊金酸）：n（乙醇）=1：4,w（催化剂）=3．73％,甲苯15mL,于84℃～86℃反应3h,产率达到93．3％。     

Fe2O3/YSZ-γ-Al2O3催化剂在甲烷催化燃烧中的催化性能研究

以Fe2O3为活性组分，γ-Al2O3，ZrO2-γ—Al2O3及YSZ—γ—Al2O3(YSZ是用Y2O3稳定ZrO2的催化剂载体)为载体，制备了3种甲烷燃烧催化剂．其中以YSZ—γ—Al2O3为载体的催化剂催化性能最好．XPS检测发现．ZrO2和Y2O3的存在可以增加和稳定Fe2O3的表面浓度，同时也可减弱Fe2O3与γ—Al2O3之间的相互作用．Fe2O3质量分数为10％的Fe2O3／YSZ—γ—Al2O3催化剂具有最佳的催化活性．XRD测试结果表明．该催化剂的活性与Fe2O3在载体上的分散状况有关．     

新型疏水性固体酸Zr(SO4)2/AC催化剂的制备及其催化性能

 将Zr(SO4)2(CZ)负载在活性炭(AC)上制备疏水性固体酸CZ/AC催化剂,用于丙烯酸与正辛醇的酯化反应,考察了催化剂制备条件对催化剂活性和疏水性的影响. 结果表明,以60～80目的活性炭负载30%的Zr(SO4)2并于110 ℃干燥后制得的CZ/AC催化剂的活性最高,丙烯酸转化率可达100.0%; CZ/AC催化剂循环使用3次,丙烯酸的转化率仍保持在97.5%. 采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和低温N2吸附方法对催化剂的结构和酸性进行了表征, XRD及XPS测试结果均表明硫酸锆以非晶态形式高度分散在活性炭的表面; 原位红外吸附NH3测试中在 1521 和 1695 cm-1处有两个吸收峰,表明催化剂表面存在L酸和B酸. 负载型疏水性固体酸CZ/AC催化剂的酸强度、酸量、催化活性和疏水性能均高于Zr(SO4)2.     

填料型固体酸的制备及其催化性能

用阳极氧化法制备了填料式Al₂O₃-Al载体,经浸渍H₂SO₄后再焙烧制得SO₄^2-/Al₂O₃-Al固体酸催化剂.用SEM,BET,XRD和NH3-TPD等手段对其进行了表征,结果显示,载体Al₂O₃膜为无定形结构,SO₄^2-/Al₂O₃-Al为中等酸强度的固体酸.用乙酸-乙醇酯化催化反应评估了该固体酸的催化性能,显示出催化剂具有较高的催化活性,且稳定性较好.     

SO_4~（2－）／TiO_2和SO_4~（2－）／Fe_2O_3固体超强酸研究

用ＸＲＤ、ＴＧ－ＤＴＧ、ＳＥＭ和化学分析等手段研究了浸渍Ｈ_２ＳＯ_４的无定形ＴｉＯ２和Ｆｅ_２Ｏ_３在焙烧过程中的晶化、相变、失水及失硫情况，总结出ＳＯ４２－／ＭｘＯｙ型固体超强酸具有与ＳＯ４２－／ＺｒＯ２体系相同的形成规律；用ＩＲ光谱和常温正戊烷异构化反应对ＳＯ４２－／ＴｉＯ２和ＳＯ４２－／Ｆｅ_２Ｏ_３的超强酸性进行了表征，表明它们与／ＺｒＯ_２体系具有相似的表面酸位结构，无水状态主要为Ｌ酸位，吸水后部分Ｌ酸位可转变为Ｂ酸位，但这两种体系的超强酸性均比ＳＯ４２－／ＺｒＯ_２弱，其Ｈ０大约在－１３～－１４之间．     

H2SO4-SiO2固体酸的结构及酸性研究

以溶胶-凝胶法制备了H2SO4-SiO2固体酸催化剂，并对其结构和酸性进行了系统表征．FT—IR和^29Si—NMR结果表明H2SO4和SiO2间存在相互作用，因此硫酸与硅胶形成稳定的固体、XRD、SEM和TEM结果表明，H2SO4-SiO2固体酸是一多孔无定型材料；BET法测定的H2SO4-SiO2固体酸的比表面积和孔体积结果表明，随着H2SO4与SiO2质量比增加，其比表面减少，孔体积增大；H2SO4-SiO2固体酸的酸强度和液体浓硫酸相当，酸强度与干燥温度和H2SO4加入量有关，固体酸的这一性质以^1H—MAS NMR进行了系统的表征．     

催化精馏专用填料型固体酸SO42-/ZrO2-Al2O3-Al的研究

为了研制催化精馏专用催化剂,采用铝阳极氧化法制备了Al2O3-Al一体型载体,并将活性固体超强酸SO42-/ZrO2引入到Al2O3-Al上,得到一种新型催化精馏专用填料式固体酸SO42-/ZrO2-Al2O3-Al催化剂.利用XRD、 SEM、 BET、 XPS、 NH3-TPD等手段对其进行了表征.结果表明,所制得的阳极氧化铝膜厚为56 μm, SO42-/ZrO2-Al2O3-Al固体酸具有比表面积大、酸强度适中的特点.XRD结果表明, ZrO2在Al2O3-Al上处于高度分散状态.将该固体酸用于乙酸/乙醇酯化反应中,显示出较高的催化活性,且稳定性较好.     

Fe2O3-TiO2磁性复合材料的制备及可见光催化性能

以FeCl₃和Ti(C₄H₉O)₄为前驱体, 通过复合溶胶法制备了Fe₂O₃-TiO₂磁性复合光催化剂, 并用 XPS, XRD, SEM, EDS及BET进行了表征. 对亚甲基蓝的降解实验证明, Fe₂O₃的引入将复合材料的光响应范围扩展至可见光区, 且掺杂的Fe₂O₃摩尔分数为1.0%时, 样品可见光催化性能最高. 磁强计的测试结果显示, 复合光催化剂具有一定的磁性, 可在反应结束后利用磁场从体系分离, 使催化剂得到回收再利用.     

SO2-4/ZrO2/Fe3O4/Al2O3磁性固体超强酸的制备与表征

用化学共沉淀法制备了一系列SO2-4/ZrO2/Fe3O4/Al2O3磁性固体超强酸, 利用XRD、IR、TG-DSC、VSM、TEM及HRTEM等手段对样品结构进行了表征. 结果表明, 引入一定量的Fe3O4和Al2O3有利于四方晶相ZrO2(t)结构的稳定；Fe3O4超细粒子的引入, 使固体超强酸具备了超顺磁性；HRTEM 结果显示ZrO2晶体生长趋向于ZrO2(t)的[101]方向,其(101)晶面间距为d(101)=0.29 nm, 与XRD 衍射结果一致. Hammett 指示剂测得样品SZA-20-200-800酸强度(H0<-13.8)最强, 酸性大于浓硫酸(H0=-11.9).     

Preparation for Magnetic Nanoparticles Fe3O4 and Fe3O4@SiO2 and Heterogeneous Fenton Catalytic Degradation of Methylene Blue

Dyestuff textile wastewater treatment has become a research hotspot due to its high chroma, poor biodegradability, and low toxicity characteristics. In this paper, we have synthesized magnetic Fe₃O₄ and core‐shell Fe₃O₄@SiO₂ materials by hydrothermal methods. These materials were characterized by XRD, TEM, N₂ adsorption‐desorption and so on. These materials’ heterogeneous Fenton has been applied to dye wastewater treatment. Methylene blue was used as a typical target of dye wastewater. Decolorization ratios of methylene blue were determined by different nanostructure composites catalysts. A serious of results of study showed that decolorization ratios of magnetic nanoparticles and core‐shell composites arrived at above 90 % under the weakly acidic or neutral conditions and room temperature. When these catalysts were reused, the results show that Fe₃O₄@SiO₂ materials were possessed with good cycle performance.     

Al2O3掺杂SO2-4/SnO2固体酸催化剂上的酯化和酯交换反应

用共沉淀法制备了一系列不同Al2O3掺杂量(0.5%-3.0%, 摩尔分数)的SO2-4/SnO2催化剂. 采用N2吸附、热重(TG)分析、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、漫反射红外光谱(DRIFTS)、拉曼(Raman)光谱、魔角旋转固体核磁共振(27Al MAS NMR)对催化剂的结构和织构性质进行了表征, 用正丁胺电位滴定法测定了催化剂的酸量, 并评价了这些催化剂对月桂酸与甲醇的酯化和三乙酸甘油酯与甲醇的酯交换反应性能. 实验结果表明SO2-4/SnO2催化剂中掺杂少量Al2O3能明显提高催化活性, 这是由催化剂的酸性位增加而引起的, 添加Al2O3的摩尔分数为1.0%的催化剂表现出最高的反应活性, 在酯化反应中6 h后月桂酸转化率高达92.7%, 在酯交换反应中8 h后三乙酸甘油酯转化率高达91.1%.