SAPO-34/CZA复合晶体相结构性质及催化CO2加氢反应研究

采用共沉淀包覆法制备了SAPO-34/CZA双功能复合催化剂,研究了复合相比例对催化剂晶体结构性质和CO2加氢制低碳烯烃催化性能的影响.采用XRD、FT-IR、SEM、BET、NH3-TPD和CO2-TPD等手段对不同催化剂的晶相组成、骨架结构、微观形貌、孔结构及表面酸碱性进行了分析表征.研究结果表明,复合相比例对SAPO-34/CZA双功能复合催化剂的结构性质和催化性能影响较大.质量比为1∶1时,制得复合催化剂具有明显微孔和介孔特征(微孔比表面积53.15 m2·g-1、介孔比表面积59.84 m2·g-1、总比表面积为113.00 m2·g-1、总孔容0.41 cm3·g-1、平均孔径14.57 nm),具有特殊包覆结构及存在复合相界面,构造了特殊反应路径,微介孔层级结构强化耦合反应,表现出较高催化性能.在还原温度285 ℃、反应温度325 ℃、压力3.0 MPa、V(H2)/V(CO2)=3.0、空速(SV)3500 mL·g-1·h-1的条件下,CO2转化率为64.80;,低碳烯烃选择性为49.68;.与物理共混催化剂SAPO-34/CZA-M相比,CO2转化率和低碳烯烃选择性分别提高了31.98;和2.43;.     

ZrO2预处理方式对ZrO2/SAPO-34复合催化剂物化性质及MTO催化性能的影响

采用水热包覆法制备了ZrO2/SAPO-34复合催化剂,研究了ZrO2预处理方式对复合催化剂物化性质和MTO催化性能的影响.采用XRD、FT-IR、SEM、NH3-TPD和BET等手段对不同复合催化剂的晶相组成、骨架结构、微观形貌、表面酸性质及孔结构进行分析表征.结果表明,ZrO2预处理方式对复合催化剂物化性质和MTO催化性能影响较大.未焙烧和焙烧经聚电解质改性ZrO2制得复合催化剂未形成连续复合相,比表面积小,表现出较短的催化寿命,仅为410 min和530 min;450℃焙烧ZrO2制得复合催化剂形成了均匀连续复合相和层级结构孔特征(微孔比表面积112.91 m2· g-1,介孔比表面积176.02 m2· g-1,总比表面积为288.93 m2· g-1,总孔容0.19 cm3· g-1),总酸量较大(0.344 mmol/g);在常压、反应温度380 ℃、N2流速20 mL· min-1、进料空速2 h-1MTO反应条件下,复合催化剂表现出优越催化性能、稳定性及反应寿命,甲醇转化率和低碳烯烃选择性分别达100;和90.54;,催化寿命达1130 min,与单一SAPO-34分子筛相比,催化寿命延长了768 min.     

γ-Al2O3预处理方式对 γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂物化性质及催化性能的影响

采用水热包覆法制备了 γ-Al2O3/SAPO-34复合催化剂,考察了γ-Al2O3预处理方式对复合催化剂物化性质和MTO反应催化性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、N2吸附脱附(BET)等手段对几种复合催化剂进行了分析表征.结果表明,γ-Al2O3预处理方式对复合催化剂物化性质和MTO催化性能影响较大.添加拟勃姆石和电位改性γ-Al2O3制得复合催化剂未形成包覆复合相结构,比表面积较小,表现出较短催化寿命,仅分别为360 min和450 min;添加γ-Al2O3制得复合催化剂形成了包覆相结构和微-介复合孔结构(微孔比表面积123.49 m2·g-1、介孔比表面积122.68 m2·g-1,总比表面积为246.17 m2·g-1,总孔容0.29 cm3·g-1),总酸量较大(0.30 mmol·g-1);在常压、反应温度380℃、进料空速2 h-1反应条件下,复合催化剂催化性能优越,稳定性良好,具有较长的催化寿命,甲醇转化率为100;,低碳烯烃选择性为88.10;,催化寿命达990 min.     

ZSM-5预晶化时间对SAPO-34/ZSM-5复合分子筛物化性质及MTO反应的影响

采用原位两步晶化法制备了SAPO-34/ZSM-5复合分子筛,考察了SAPO-34分子筛合成体系的晶化pH,进一步研究了ZSM-5预晶化时间对SAPO-34/ZSM-5复合分子筛物化性质及MTO催化性能的影响.采用XRD、SEM、BET和NH3-TPD等手段对分子筛样品进行表征分析.结果表明,ZSM-5预晶化不同时间合成SAPO-34/ZSM-5复合分子筛的结构、形貌和催化性质有较大影响.预晶化时间为6 h制得复合分子筛SZ-ZSM-5(6 h)形成紧密的复合相结构,表现出丰富的微-介孔的多级孔分布和适宜的弱酸位和中强酸分布等特性,在MTO反应中甲醇转化率为98.4;,低碳烯烃选择性为93.4;,催化寿命达1400 min,具有较优越的催化性能.     

制备方法对Al2O3-CeO2物化性质及CO2加氢制甲醇催化性能的影响

复合氧化物界面性质与CO₂加氢制甲醇反应的催化性能有着重要的关系。本文对比考察了物理共混法、浸渍法、传统共沉淀法和微流控连续共沉淀法对Al₂O₃-CeO₂复合氧化物界面性质和催化性能的影响。浸渍作用尽管使Al₂O₃/CeO₂界面产生了一定的结构性质调变,但贫瘠的氧空位缺陷导致催化反应效率低。共沉淀样品中固溶结构的存在增强了Al₂O₃/CeO₂界面的相互作用,增大了电子结合能,形成的大量氧空位缺陷有利于CO₂活化转化。而微流控连续共沉淀法合成样品因具有更小的晶粒尺寸、均匀的复合相结构和丰富的氧空位缺陷,表现出更为优异的催化性能。在原料气配比为V(H₂)∶V(CO₂)∶V(N₂)=72∶24∶4,反应温度为320 ℃,反应压力为3 MPa,体积空速为9 000 mL·g^-1·h^-1的条件下,Al₂O₃-CeO₂复合氧化物的CO₂转化率、甲醇选择性及甲醇时空产率分别达到15.3%,86.4%和0.076 g·mL^-1·h^-1。     

pH值对SiC单晶表面润湿性及电学性质的影响

采用液滴捕捉技术,测量了不同pH值下SiC单晶-水界面间的三相接触角,并通过理论计算,研究了不同pH值对SiC单晶表面张力、铺展系数、表面电势和表面电荷密度的影响.结果表明,水溶液在SiC单晶表面的三相接触角随着溶液pH值的增加先增大后降低,最大接触角出现在pH 5~6之间;在强酸性和强碱性环境中, SiC单晶表面润湿性较好,尤其在强碱性环境下,其表面润湿性能最好.由理论计算可知,当pH<5时,SiC单晶表面电势和表面电荷密度为正,且其值随着溶液pH值的减少而增加;当pH>6时,SiC单晶表面电势和表面电荷密度为负,且其绝对值随着溶液pH值的增加而增加.     

ZrO2相态对ZSM-5@ZrO2催化剂物化性质及甲硫醇合成的影响

采用水热包覆法成功制备了ZSM-5@ZrO2催化剂,研究了ZrO2不同相态对催化剂物化性质和甲硫醇合成的影响.借助XRD、SEM、FTIR、Raman、BET和NH3/CO2-TPD等手段对催化剂结构性质进行了分析表征.结果表明,ZrO2不同相态对催化剂物化性质和催化性能影响较大.以四方晶相t-ZrO2制得ZSM-5@t-ZrO2催化剂形成了均匀的包覆相结构和微-介孔结构(微孔比表面积114.12 m2/g、介孔比表面积125.08 m2/g、总比表面积239.2 m2/g、总孔容0.38 cm3/g),同时具有酸碱特性(总酸量0.071 mmol/g、总碱量0.077 mmol/g).在反应压力1.0 MPa、H2S/CH3 OH摩尔比2:1、氮气流量90 mL/min、反应温度370℃条件下,催化剂表现出良好催化性能和反应寿命,CH3 OH转化率和CH3 SH选择性分别为92.07;、90.89;,催化寿命达20 h.     

CuO/SnO2/TiO2复合光催化剂的制备及光催化性能

采用硬脂酸法制备了CuO/SnO2/TiO2复合光催化剂,采用XRD及TG-DTA分析对其物相和热稳定性进行了表征,并通过苯酚的光催化降解行为对所制备催化剂的活性进行了评价.结果表明,经500 ℃热处理的CuO/SnO2/TiO2复合光催化剂属于单一的锐钛矿相,且铜、锡氧化物的引入抑制了TiO2的结晶和晶粒的生长.当催化剂组成为Cu:Sn:Ti=0.25:5:100(物质的量比),焙烧温度为500 ℃,催化剂投加量为0.5 g·L-1,溶液pH为4.0时,经3 h光催化反应苯酚的降解率达97.1;.     

pH值对新型溶胶-凝胶法制备LiFePO4/C结构和性能的影响

以价廉的FeCl2·4H2O为原料、采用改进的溶胶-凝胶法制备了LiFePO4/C正极,考察了溶胶体系pH值对凝胶时间、正极材料结构、形貌和性能的影响.研究表明,不同pH值时胶粒表层吸附的电荷数量不同、造成排斥力大小不同,从而导致凝胶时间的差异.pH值为3时制备的LiFePO4/C试样颗粒细小、分布均匀、团聚现象不明显,晶粒尺寸为最小的39.6 nm;该试样在1C、5C时的放电容量分别为132.2 mAh/g、94.7 mAh/g,氧化还原反应峰电位差最低,具有良好的电化学性能.     

pH值及烧结温度对制备β-TCP粉体的影响

为了研究反应体系的pH值、烧结温度对磷酸钙粉体物相和形貌的影响,采用氢氧化钙和磷酸为原料,氨水为pH调节剂,通过化学共沉淀法制备磷酸钙前驱体.并通过在不同温度下进行烧结,制得β-TCP粉体.用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM),对制备的磷酸钙进行表征和分析.结果表明:pH值为7、烧结温度1100 ℃情况下可得到较纯的β-TCP粉体.     

Al2 O3晶型对K2 WO4/Al2 O3物化性质及催化合成甲硫醇的影响

采用等体积浸渍法改性制备了K2 WO4/Al2 O3催化剂,研究了载体Al2 O3晶型对K2 WO4/Al2 O3催化剂物化性质及催化合成甲硫醇的影响.借助XRD、SEM、EDS、BET及NH3/CO2-TPD等手段对不同催化剂的晶相组成、微观形貌、孔结构及表面酸碱性质进行了表征分析.结果表明,Al2 O3晶型对K2 WO4/Al2 O3催化剂晶相组成及微观形貌影响较小,但对孔结构及表面酸碱性质影响较大.与K2 WO4/η-Al2 O3和K2 WO4/θ-Al2 O3催化剂相比,K2 WO4/γ-Al2 O3催化剂具有更大比表面积及孔容(介孔比表面积为226.75 m2·g-1,总孔容为0.557 cm3·g-1),且表面仅有弱酸和弱碱中心(弱酸浓度为0.42521 mmol·g-1,弱碱浓度为0.44184 mmol·g-1).在反应温度370℃,反应压力1.0 MPa,H2 S流速4.9 mL·min-1,CH3 OH流速0.03 mL·min-1反应条件下,K2 WO4/γ-Al2 O3催化剂表现出优良催化性能,甲醇转化率和甲硫醇选择性分别达81.58;和87.05;,与K2 WO4/η-Al2 O3和K2 WO4/θ-Al2 O3催化剂相比,甲醇转化率分别提高了4.23;和19.42;,甲硫醇选择性分别提高了14.68;和7.85;.     

制备方法对铁钛催化剂物化性能及脱硝活性的影响

采用氨水共沉淀方法合成Fe3+/Fe2+摩尔比为1:1及掺一定量Ti4+的铁钛固溶体催化剂,与机械混合研磨方法制备的铁钛催化剂相比较.探讨不同制备工艺对催化剂物化性能及催化活性的影响.借助X射线衍射(XRD)、N2吸脱附、X射线光电子能谱(XPS)、程序升温还原(H2-TPR)、程序升温脱附(NH3-TPD)等手段对催化剂物理化学性质进行表征.结果表明:通过一步氨水共沉淀法及掺杂一定量Ti有利于提高催化剂的比表面积,抑制氧化物结晶及晶相转变,使得催化剂晶粒尺寸较小,提高低温催化活性;同时说明经过机械混合研磨制备的催化剂,只是氧化物晶体之间简单的机械混合,没有形成紧密的耦合作用,不能有效改善催化性能.     

pH值对ZrO2超细粉体料浆性能的影响

研究了不同pH值时超细ZrO2粉体料浆的Zeta电位、沉降速度和粘度等性能.测试了加入柠檬酸三铵作分散剂和A型分散剂(聚丙烯酸盐)以及不加分散剂时料浆的Zeta电位,结果证明采用A型分散剂分散效果最好,在pH=10.53时Zeta电位具有最大负值-44.28mV,研究了不同pH值时料浆的沉降情况,在pH=10.55时料浆沉降速度最慢,同时研究了pH值对料浆粘度的影响,在pH=10.66时料浆粘度最低.料浆呈现出剪切变稀特性,在pH值为10～11范围内,成型的坯体网络结构稳定,最大弯曲强度达到53.90MPa.     

煅烧条件对纳米TiO2/膨胀珍珠岩复合材料性能的影响

以膨胀珍珠岩为载体,TiOSO4为钛源,采用均匀沉淀法制备了纳米TiO2/膨胀珍珠岩复合材料,通过XRD、SEM和FT-IR对复合材料的TiO2晶体结构、表面性质和形貌进行分析表征.研究了煅烧温度和煅烧时间对复合材料中TiO2结晶和光催化性能的影响.结果显示在550℃下煅烧2h时,复合材料的光催化性能最高,此时TiO2为锐钛矿,晶粒尺寸为11.93 nm,对罗丹明溶液的降解率达到95;以上.复合材料具有良好的再生重复使用性能,经5次回收再利用后仍表现较高的光催化性能.     

TiO2/g-C3N4复合粉体的制备及其在紫外/芬顿反应中光催化性能

本文通过静电吸附法制备了TiO₂/g-C₃N₄复合粉体。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对其形貌、成分、光学性能进行表征。以罗丹明B为模拟污染物,表征其在紫外光条件下的光催化性能。结果表明:在降解罗丹明B实验中,当复合粉体中TiO₂负载量达到15%(质量分数)时,具有更明显的催化降解效果,在20 min内降解率可以达到99.40%。在加入异丙醇作为羟基自由基捕获剂后,降解率降到了27.30%,确定了反应的主要活性物质为羟基自由基。紫外辅助芬顿反应可以明显提高传统芬顿反应的效果,本文还对催化剂的反应机理进行了相应探索。