Au/ZrO2催化CO氧化反应中ZrO2纳米粒子的尺寸效应

从同一ZrO(OH)₂出发制备了三种不同尺寸的ZrO₂纳米颗粒(ZrO₂-CP: 40～200 nm, ZrO₂-AN: 18～25 nm, ZrO₂-AD: 10～15 nm), 采用沉积-沉淀方法制备了相应的Au/ZrO₂催化剂. 用XRD, XRF, TEM和低温N₂吸附对ZrO₂和Au/ZrO₂进行了表征. XRD和TEM分析表明Au/ZrO₂样品中Au粒子的平均尺寸为4～5 nm, 而ZrO₂的晶相和颗粒大小没有因为“负载”Au粒子而发生变化. CO催化氧化反应的结果表明, Au/ZrO₂催化活性随着ZrO₂纳米粒子尺寸的减小活性明显增加. TEM/HRTEM结果表明, Au/ZrO₂催化剂中Au粒子与ZrO₂颗粒接触界面随ZrO₂颗粒尺寸的减小而明显增加, 这很可能是含有更小尺寸ZrO₂纳米粒子的Au/ZrO₂催化剂具有更高催化活性的重要原因.     

(ZrO2)0.92(Gd2O3)0.08纳米晶的水热合成及其烧结体的电性能

用新制备的(Gd，Zr)(OH)_x·yH₂O共沉淀作前驱体，在强碱性介质中用水热法合成了(ZrO₂)_0.92(Gd₂O₃)_0.08纳米立方晶，考察了反应温度、pH值等水热反应条件对纳米晶粒大小的影响。将(ZrO₂)_0.92(Gd₂O₃)_0.08     

Au@ZrO2空心纳米微球的制备及其催化性质

以Stober法合成了不同粒径的SiO₂微球。以这些SiO₂微球为硬模板,通过ZrOCl₂前驱体吸附和水解制备得到了ZrO₂@SiO₂复合物,然后用HF溶解去除二氧化硅模板剂,制备得到ZrO₂空心球。以ZrO₂空心球为载体,采用沉积-沉淀法（DP）合成了Au@ZrO₂纳米空心微球。考察了Au@ZrO₂纳米空心微球在对硝基苯胺还原反应中的催化性能。研究结果表明,所合成的SiO₂微球粒径大小均一、形状规则、分散性好;ZrO₂空心微球大小及比表面积可以通过硬模板SiO₂微球粒径进行有效控制;与Au@ZrO₂实心微球相比,Au@ZrO₂空心微球在对硝基苯胺还原反应中表现出良好的催化性能,当反应温度为45℃、反应7 min时,对硝基苯胺能够完全转化为对苯二胺。     

用原位红外技术研究Ag-MoO3/ZrO2催化丙烯气相环氧化反应

制备了对丙烯直接气相环氧化具有优良催化性能的Ag-MoO₃/ZrO₂催化剂, 采用原位FT-IR技术研究了丙烯、环氧丙烷及丙烯和氧气混合气在载体和催化剂上的吸附及反应行为. 研究表明, 丙烯在ZrO₂载体和20%Ag-4%MoO₃/ZrO₂催化剂上吸附后, 均不发生化学反应, 而环氧丙烷在ZrO₂载体上吸附后于400 ℃发生开环反应, 在20%Ag-4%MoO₃/ZrO₂催化剂上吸附后于300 ℃发生开环反应. 当丙烯和氧气混合气在ZrO₂载体上共吸附后, 随着反应温度从室温升高至400 ℃, 二者开始反应生成CO₂和H₂O; 混合气在20%Ag-4%MoO₃/ZrO₂催化剂上共吸附后于350 ℃开始反应. 对比非负载型Ag-MoO₃催化剂的研究结果可见, ZrO₂载体的存在使催化剂的活性下降的同时, 提高了对产物环氧丙烷的选择性.     

用原位红外技术研究Ag-MoO3/ZrO2催化丙烯气相环氧化反应

制备了对丙烯直接气相环氧化具有优良催化性能的Ag-MoO₃/ZrO₂催化剂, 采用原位FT-IR技术研究了丙烯、环氧丙烷及丙烯和氧气混合气在载体和催化剂上的吸附及反应行为. 研究表明, 丙烯在ZrO₂载体和20%Ag-4%MoO₃/ZrO₂催化剂上吸附后, 均不发生化学反应, 而环氧丙烷在ZrO₂载体上吸附后于400 ℃发生开环反应, 在20%Ag-4%MoO₃/ZrO₂催化剂上吸附后于300 ℃发生开环反应. 当丙烯和氧气混合气在ZrO₂载体上共吸附后, 随着反应温度从室温升高至400 ℃, 二者开始反应生成CO₂和H₂O; 混合气在20%Ag-4%MoO₃/ZrO₂催化剂上共吸附后于350 ℃开始反应. 对比非负载型Ag-MoO₃催化剂的研究结果可见, ZrO₂载体的存在使催化剂的活性下降的同时, 提高了对产物环氧丙烷的选择性.     

羟基磷灰石/氧化锆复合涂层热稳定性和结合强度的研究

为了提高羟基磷灰石(hydroxyapatite，HA)涂层的结合强度，采用水热电沉积法在HA涂层中引入第二相颗粒氧化锆(ZrO₂)制备HA/ZrO₂复合涂层，研究了ZrO₂晶型对涂层表面形貌、相组成、热稳定性和涂层结合强度的影响。实验结果表明，ZrO₂的复合减小了HA晶体尺寸，但不影响HA水热电沉积的机理；1 200 ℃热处理后，HA分解生成的CaO和ZrO₂形成固溶体，使单斜晶型(m-ZrO₂)和四方晶型(t-ZrO₂)的ZrO₂转变为立方晶型的的ZrO₂(c-ZrO₂)，并促进HA的完全分解；HA/ZrO₂复合涂层的结合强度明显高于纯HA涂层的结合强度，且随涂层中ZrO₂含量增大和热处理温度的升高而增大。1 000 ℃热处理后，HA/ZrO₂复合涂层既有较高的结合强度，又可获得对骨生长有利的HA+β-Ca₃(PO₄)₂(β-TCP)双相结构。     

表面活性剂模板在空气-水界面ZrO2薄膜中的稳定性

采用模板——十二烷基苯磺酸(DBS-H)在空气-水界面组装ZrO₂薄膜，研究了DBS-H在ZrO₂自组装薄膜中的水溶性、化学稳定性、热稳定性和光化学稳定性。模板的各类稳定性将直接控制ZrO₂薄膜结构，主要表现在层间距变化上。从模板与Na₂SiO₃反应的研究中获得了一种制备ZrO₂ / SiO₂复合氧化物薄膜的新方法，并推测出该复合薄膜的结构。     

Li2ZrO3材料吸收CO2性能的进一步研究

用不同结构的ZrO₂合成了一系列在高温下吸收CO₂的Li₂ZrO₃材料，并详细的研究了反应物质的物理和化学性质对生成物吸收CO₂性能的影响。采用SEM、XRD以及TG分析法分别进行了材料结构及其吸收CO₂性能的表征，并使用XPS法测定了材料表面的元素组成。实验结果表明，使用不同结构的ZrO₂合成的Li₂ZrO₃，其吸收CO₂的性能明显的不同。用ZrO₂(t)(四方)合成的Li₂ZrO₃吸收CO₂的速度快，在500 ℃下，20% CO₂（80%空气）的气氛中保持3h，其吸收量可达25（±0.6）%（wt），而以ZrO₂(m)(单斜)为原料制备的Li₂ZrO₃在上述吸收条件下重量仅增加9（±0.6）%（wt）。此外，实验结果还表明化学元素的掺杂对用ZrO₂(m)合成的Li₂ZrO₃的CO₂吸收速度及吸收容量影响较大。     

非晶态ZrO2镶嵌的超细CeO2催化HCl氧化

采用不同方法制备了铈锆复合氧化物催化剂用于催化HCl氧化反应。自发沉积策略制备的CeO₂@ZrO₂催化剂中,超细CeO₂纳米粒子均匀的镶嵌于非晶态ZrO₂中。CeO₂粒子显著的“尺寸效应”使得该催化剂具有更高的Ce³⁺和氧空位浓度,而较高的Ce³⁺和氧空位浓度使得催化剂具有优异的低温氧化还原性能和储释氧能力。催化性能测试表明,CeO₂@ZrO₂催化剂展现出最好的催化活性（1.90 g_Cl2·g_cat^-1·h^-1）,同时CeO₂粒子周围非晶态的ZrO₂阻碍CeO₂的高温烧结,提高了该催化剂的稳定性。     

包覆ZrO2锂离子筛的制备及其在盐湖卤水中的吸附性能

采用水热法制备前驱体Li_1.6Mn_1.6O₄,用液相沉淀法在其表面包覆ZrO₂,再经酸洗转型为包覆ZrO₂的锂离子筛H_1.6Mn_1.6O₄。采用XRD、SEM、EDS和HRTEM对前驱体的结构、形貌和成分进行了表征。研究了ZrO₂包覆量和焙烧温度对锰溶损率和锂吸附容量的影响。结果表明：当ZrO₂包覆量为3%,焙烧温度为450℃时,在前驱体表面形成厚度约15 nm的ZrO₂包覆层,首次锰溶损率从3.14%下降到2.65%,锂离子筛在盐湖卤水中锂吸附容量保持为29.4 mg·g^-1。包覆ZrO₂的锂离子筛经过10次循环吸附-脱附,锰溶损率降低至0.34%,锂吸附容量保持为24.4 mg·g^-1,高于未包覆的锂离子筛（22.9 mg·g^-1）。包覆ZrO₂改善了锂离子筛的结构和吸附容量的循环稳定性。     

大孔SO42-/ZrO2-SiO2复合固体酸制备及催化性能

利用浸渍水解法在大孔SiO2载体上组装固体酸制备出大孔径SO42-/ZrO2-SiO2复合固体酸催化剂。用扫描电镜、红外光谱仪和粉末X射线衍射仪等对其进行表征,结果表明:大孔SiO2载体的毛细管效应促使ZrO2以纳米薄层方式均匀地沉积在SiO2薄层表面,并抑制了ZrO2晶体的生长和晶相的转变,载体的大孔全连通的结构赋予该复合材料高的通透性(孔径在1~2μm)、两面活性点和大的比表面积(约156 m2.g-1)。Hammett指示剂法测得经550℃焙烧后产物的酸强度H0值小于-13.75,属于固体超强酸。以乙酸正丁酯的合成为探针反应考察硫酸浸渍液浓度、焙烧温度等制备条件对其催化活性的影响,结果表明,该SO42-/ZrO2-SiO2固体酸具有较好的催化活性,当焙烧温度为550℃和硫酸浸渍液浓度为1.5 mol.L-1时,超强酸对酯化反应的催化酯化率达到97%。     

引入SiO2对SO4^2—／ZrO2超强酸体系的影响

用共沉淀法和负载法制备了一系列SO4^2-/ZrO2催化剂,详细研究了添加SiO2对SO4^2-/ZrO2超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和异丙苯裂解及异丙醇脱水反应的影响。引入SiO2会延迟ZrO2的晶化和晶相转变,减弱SO4^2-/ZrO2体系的超强酸性,但对提高样品的异丙苯裂解和异丙醇脱水反应活性有利。     

制备方法对负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体性能的影响

采用浸渍-沉淀法制备了负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体.采用X射线衍射、N2物理吸附、差示扫描量热(DSC)和程序升温脱附等技术考察了浸渍方式和干燥方法对复合载体的表面性能、热稳定性和晶相结构的影响.结果表明,ZrO2/Al2O3复合载体中没有生成ZrO2-Al2O3复合氧化物或固溶体,纳米ZrO2仅负载在Al2O3的表面.微波干燥法制备的ZrO2/Al2O3复合载体的比表面积(158.7 m2/g)较大,最可几孔径为19.4 nm,ZrO2的粒度为4.2 nm,晶相结构为四方相ZrO2.微波诱导作用使ZrO2/Al2O3复合载体表面产生了新的酸碱中心,微波干燥法制备的ZrO2/Al2O3复合载体具有较强的热稳定性,在873~1 073 K范围内DSC曲线没有出现吸热峰,而其它干燥方法制备的复合载体在903~1 023 K范围内出现了较明显的吸热峰,表明复合载体表面的部分四方相ZrO2转变为单斜相ZrO2(m-ZrO2).对超声波处理过的复合载体进行微波干燥能进一步提高纳米ZrO2与Al2O3之间的相互作用,纳米粒子的粒度(3.4 nm)更小,分布更均匀,但没有改变ZrO2的晶相结构.     

ZrO2负载量对负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体的结构及性能影响

ZrO2在基载体Al2O3表面存在分散阈值(0.242 g/gAl2O3).在ZrO2/Al2O3复合载体中,ZrO2负载量不同其分布和粒度大小不同,当ZrO2负载量在0.242 g/gAl2O3-0.60 g/gAl2O3的范围内,ZrO2/Al2O3复合载体中纳米ZrO2的粒子的大小保持在4.2 nm,且单层分布在Al2O3的表面.当ZrO2负载量大于0.60 g/gAl2O3时,纳米粒子的粒径增大,并出现多层分布或堆积.XRD、DSC、HRTEM、XPS、H2-TPR结果表明,随着ZrO2负载量增大,复合载体中纳米ZrO2的分布由单层分布转化为多层或堆积分布,ZrO2负载量为0.60 g/gAl2O3时复合载体表面积最大(164.3 m2/g),ZrO2负载量的继续提高,复合载体的表面积明显下降.     

溶胶-凝胶法制备ZrO2/SiO2纳米复合材料的研究

利用溶胶-凝胶法制备了ZrO2/SiO2纳米复合物室温磷光材料,通过各条件的优化,最终确定溶剂为异丙醇、Zr摩尔掺杂百分含量为15%、550℃下煅烧3h得到的纳米ZrO2/SiO2复合物的室温磷光发光性能较好,其最大激发波长为280nm、发射波长为460nm,且磷光寿命为0.56s。     

Ni／ZrO2-Al2O3制备表征及催化性能的研究

本文采用浸渍沉淀法制备了不同配比的ZrO2-Al2O3复合载体。并通过浸渍法制备Ni/ZrO2-Al2O3催化剂,以苯加氢制环己烷反应为探针,考察了ZrO2与Al2O3的配比对Ni催化剂催化加氢性能的影响;采用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)、程序升温脱附(TPD)等技术考察复合载体对Ni催化剂的体相结构、还原性能以及表面吸附性能的影响。研究结果表明,ZrO2质量分数为20%的复合载体所负载的Ni催化剂有很好的加氢活性,优于单组分载体负载的Ni催化剂;采用浸渍沉淀法制备的ZrO2-Al2O3复合载体中ZrO2以非晶态形式存在,这是由于Al2O3的存在影响了ZrO2的内部结构;该载体负载的Ni催化剂较其他催化剂更容易被还原,吸附中心数量增加。     

负载型Cu-Mn-Ce催化剂燃烧VOCs反应的载体效应

以MgO,Al2O3,SiO2,TiO2和ZrO2为载体,采用浸渍法制备了负载型Cu-Mn-Ce(CMC)三元复合氧化物催化剂,并用TG,XRD,BET和H2-TPR对催化剂进行了表征,以甲苯和丙酮催化燃烧为模型反应,考察了该催化剂的催化活性。结果表明,纯CMC催化剂的铈基固溶体结构表现出优良的催化活性,当CMC负载在SiO2和Al2O3上后,其大比表面积和表面羟基均不利于CMC活性固溶体结构的形成,另外Mn,Cu等过渡金属与MgO载体发生相互作用而破坏了CMC的活性结构。TiO2和ZrO2则较好地保持了CMC活性固溶体的结构,并显著提高了CMC催化剂的高温热稳定性。     

锂离子电池用陶瓷聚烯烃复合隔膜

为改善聚烯烃微孔膜的耐热安全性,研究了用于锂离子电池的陶瓷聚烯烃复合隔膜ZrO2/SiO2/PP（聚丙烯）。 复合膜具有高度多孔性和良好液体电解液湿润性。 由于高的毛细吸附作用,通过吸附液态电解液,膜很易传导锂离子。 膜中ZrO2/SiO2的两性特征,将电解液中的酸性HF（氟化氢）消耗掉,而HF作为现在锂离子电池所用电解液中的杂质是不可避免的。 复合膜作为隔膜制备的碳/正极材料锂离子电池不仅具有优良的容量保持性、高温安全性,也显示良好的倍率放电性。     

Comparison of liquid chromatographic behaviors on N-methylimidazolium functionalized ZrO(2)/SiO(2)-4 and N-methylimidazolium functionalized SiO(2) stationary phases

A new stationary phase N-methylimidazolium functionalized ZrO(2)/SiO(2)-4 (Zr/SilprMim) has been prepared. The chromatographic property of this stationary phase is investigated by ion chromatography (IC) with inorganic and organic anions, and normal phase HPLC with basic compounds and hydroxybenzenes. The effects of pH and the strength of Lewis base of eluent on separation of anions are studied. This new stationary phase is also compared with a N-methylimidazolium functionalized SiO(2) stationary phase (SilprMim). The results show that this new stationary phase can be used in analysis of inorganic anions with great prospects. At the same time, successful separations of some organic anions can be obtained by using phosphate buffer solution as mobile phase. This new stationary phase also has a distinct advantage in the separation of basic compounds in normal phase. But due to the presence of Lewis acid sites on the surface of ZrO(2)/SiO(2)-4, Lewis bases such as hydroxybenzenes adsorb very strongly on this new stationary phase, and Lewis acid sites can be masked or modified by the eluent that contain Lewis base groups.     

负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体的制备和表征及其Ni/ZrO2/Al2O3催化性能的研究

以大孔Al2O3为基载体，采用沉积-沉淀法和溶胶-沉积法制备了负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体．用XRD、TEM和比表面与孔径测定等手段对载体进行了表征．结果表明，负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体具有较大的比表面积和适宜的孔径分布，纳米ZrO2在载体上呈单层均匀分布．以CH4-CO2重整制合成气为探针反应，考察了Ni/ZrO2/Al2O3催化剂的活性和选择性．