非晶态铁基固体碱催化剂的酯交换性能（英文）

通过化学还原法和共沉淀法分别制备了非晶态和晶态的FeCeO_x/SiO_2固体碱催化剂。与晶态的FeCeO_x/SiO_2相比,非晶态的FeCeO_x/SiO_2催化剂对梨醇酯与甲醇的酯交换活性显著提高。通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、N_2吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)结合选区电子衍射(SAED)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、CO_2-TPD和NH_3-TPD等对催化剂进行表征。结果表明催化剂的活性与其碱性密切相关,非晶态FeCeO_x/SiO_2显示出相对于晶态FeCeO_x/SiO_2更强的碱性。使用非晶态FeCeO_x/SiO_2催化剂进行梨醇酯酯交换反应,在130℃下反应10 h,梨醇酯的转化率达到95%,异戊烯醇的选择性达到96%。在重复使用10次后,催化剂活性基本不变。对新鲜的和套用10次后的FeCeO_x/SiO_2催化剂进行X射线衍射分析,表明该催化剂在套用10次后仍未晶化,证实其具有良好的稳定性,说明该催化剂在非均相催化酯交换反应中具有应用价值。     

酯交换制生物柴油的CaO固体碱催化剂

用不同的前驱物合成了三种CaO催化剂, 并以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM) 、程序升温脱附(TPD)等方法加以表征. 这些CaO被用作大豆油(SBO)经酯交换制取脂肪酸甲酯(FAME), 即生物柴油的催化剂, 由方解石制备的氧化钙(Cal(N))表现了最好的SBO酯交换活性. 检测发现CaO的酯交换活性与它们的碱性强度密切相关, 当暴露于CO2气氛下, 显著降低了CaO的酯交换催化活性(Raman光谱测试显示当置CaO于常温空气中, 其表面形成的CaCO3和Ca(OH)2将阻止CaO继续参与SBO的酯交换反应). CO2的毒化颇受制于CaO前驱体种类, Cal(N)比来自文石的CaO(即Ara(N))有更好的抗CO2毒化能力; 这些受损的CaO催化活性可部分复原. 提出了CaO催化剂受CO2毒化及其再生的机理, 同时讨论了SBO酯交换活性相到底是CaO固体表面, 拟或溶解了的CaO的问题.     

CaO/KIT-6固体碱催化剂的制备及其在酯交换反应中的催化性能

采用浸渍法将活性氧化钙颗粒负载在介孔二氧化硅(KIT-6)表面,制备了酯交换反应催化剂CaO/KIT-6,并研究了其在大豆油与甲醇酯交换制备生物柴油反应中的催化性能.通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等测试手段对催化剂进行表征.在酯交换反应中,当醇油物质的量比为1...     

固体碱催化剂

综述了最近30年来固体碱催化剂的研究现状，包括固体碱催化剂的种类、优缺点以及各类催化剂中影响其催化性能的因素。重点探讨了碱性前驱体和载体对负载型无机固化碱碱强度的影响，展望了未来固体碱剂的发展方向。     

Fe-Ca磁性固体碱催化剂上菜籽油酯交换反应

采用原位沉淀法合成了双功能磁性固体碱催化剂CaO·γ-Fe₂O₃,用于催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油。利用XRD、BET、TG-DTA、SEM和VSM对催化剂进行了表征,用ICP-AES对产物脂肪酸甲酯(FAME)中Ca、Fe残留量进行了测定。结果表明,Fe和Ca两种组分间有较好复合,催化剂显示出较好的磁学性能,饱和磁化率达到45.7emu/g,明显高于文献报道的磁性碱催化剂。在温和的反应条件(常压、64℃、催化剂加入量为油重的2.5%、醇油摩尔比15、转速750r/min)下,反应2h,重复使用前三次酯交换反应转化率都维持在95%左右。     

CaO-MgO@CoFe_2O_4磁性固体碱的制备及其大豆油酯交换反应催化性能

以草酸盐为前驱体采用两步法制备了一种以CaO-MgO作为活性组分,以CoFe_2O_4作为磁核的磁性固体碱催化剂,并用于大豆油与甲醇的酯交换反应合成生物柴油。对制备的磁性固体碱催化剂进行了磁滞回线、X-射线衍射(XRD)、CO_2-TPD及透射电镜(TEM)表征。考察了不同核壳物质的量比、焙烧温度、反应温度、反应时间、醇油物质的量比以及催化剂用量等因素对大豆油转化为生物柴油产率的影响。结果表明,采用核壳物质的量比为1∶6、焙烧温度为700℃所制备的CaO-MgO@CoFe_2O_4催化剂,当醇油物质的量比为12、催化剂用量为大豆油质量的1.0%时,在65℃下反应时间3 h,生物柴油收率高达97.1%。该催化剂具有较好的重复利用性能,重复利用四次后生物柴油的收率仍可达90%。     

钙基负载型固体碱催化酯交换反应活性评价

动植物油脂与醇通过酯交换反应制备生物柴油,目前,工业上一般采用NaOH、KOH、NaOCH,等均相催化剂。均相催化剂的缺点是产品后处理复杂,产生大量含碱含油工业废水。而非均相固体碱催化酯交换反应,产品与催化剂分离容易,产品不需要水洗,避免了大量废液的排放。采用非均相固体碱制备生物柴油的文献报道较多,但固体碱的碱中心数、碱中心强度对酯交换反应影响的报道较少。本研究制备了钙基负载型固体碱催化剂,重点研究钙基负载型固体碱的制备工艺条件对碱强度、碱量分布的影响,考察碱强度、碱量分布对催化菜籽油与甲醇的酯交换反应制备生物柴油转化率的影响。     

负载型Ni-B非晶态合金催化剂的表征

作为一种新型的催化加氢材料 ,非晶态合金具有高的活性及选择性 ,近年来引起了人们的注意［１］．尤其将非晶态合金负载化 ,可以提高其表面积和热稳定性 ,抑制非晶态合金的晶化 ,增加了非晶态合金催化剂的工业应用前景．文献已报导了对负载型非晶态合金催化剂的制备、化学及结构修饰、催化性能、催化剂的失活及抗硫性能的研究［２,３］．应该说 ,相比于淬冷法和化学还原法制备的超细微粒非晶态合金 ,负载化有效地提高了非晶态合金的热稳定性．但是 ,当负载型非晶态合金催化剂应用于催化反应时 ,仍存在着结构逐渐变化的过程［４］．本文以Ｎ…     

过渡金属改性Mg-Al基固体碱催化剂上碳酸丙烯酯与甲醇合成碳酸二甲酯的研究

以共沉淀法制备了一系列不同价态过渡金属(Fe、Cu、Zr)改性的Mg-Al固体碱催化剂,考察了其对于甲醇与碳酸丙烯酯(PC)酯交换合成碳酸二甲酯的反应性能。采用XRD、N₂吸附-脱附、FT-IR、XPS、CO₂-TPD等手段对催化剂的物理化学性质进行了表征。结果表明,催化剂的碱强度、碱密度是影响催化活性的主要因素,不同价态过渡金属的加入可以调控Mg-Al固体催化剂的碱性。在考察的催化剂中,FeMgAl催化剂具有最高的表面碱密度,因此,表现出最好的催化性能。在温度为65℃、时间为4 h、甲醇与PC物质的量比为10∶1、催化剂用量为4%的反应条件下,PC转化率可达66.2%。     

钙镁负载型固体碱催化剂制备生物柴油

固体碱催化剂;酯交换反应;脂肪酸甲酯;生物柴油     

CaO/ZrO2固体碱催化水解CFC-12的研究

采用沉淀过饱和浸渍法制备CaO/ZrO₂固体碱催化剂,通过XRD、SEM、EDS、N₂吸附-脱附、FT-IR和CO₂-TPD表征手段对催化剂进行表征,同时研究了催化剂焙烧温度、催化水解温度、水蒸气浓度与总流量对CFC-12转化率的影响.结果表明,在焙烧温度为500℃、催化水解温度为400℃、水蒸气浓度为25%、总流量为5 mL/min时CFC-12的转化率最高,达到95.80%,主要产物为HCl、HF和CO₂,副产物为CFC-13.表征结果表明其为典型的介孔材料,并且纯度较高,经过焙烧后CaO和ZrO₂形成了固溶体,500℃焙烧的催化剂具有较高的比表面积和孔容,焙烧温度过高催化剂会烧结成块,孔结构遭到破坏.CO₂-TPD表征结果表明催化剂的活性中心为碱,并且高的焙烧温度会降低其碱性.     

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%。     

固体碱在二氧化碳-甲醇法合成碳酸二甲酯反应中的作用

本文探讨了固体碱的制备和预处理等因素对于CO₂-甲醇法合成碳酸二甲酯(DMC)的影响,发现微波法所制碱性沸石等多孔材料的反应活性高于浸渍法所制样品。本文首次报道了微波辐射低压合成DMC的新方法,该法能极大地缩短反应时间并提高产物选择性。研究表明:CO₂和甲醇生成DMC的反应在热力学上是几乎不能进行的,加入固体碱的实质是提供了一条耦合的途径。     

纳米SO42-/ZrO2的合成及其在酯交换反应中的催化性能

采用两步晶化-后浸渍法合成了纳米SO_4~(2-)/ZrO_2固体酸催化剂,并考察了其在植物油与甲醇酯交换反应中的催化性能。XRD、N2吸附-脱附和TEM等结果表明,经过600℃焙烧,催化剂仍保持单一四方相,粒径大小为5~10 nm,比表面积为137 m2·g~(-1),孔径为3.6 nm。NH3-TPD结果表明,随着焙烧温度升高,催化剂表面的酸含量和酸强度逐渐增加,超强酸含量的增加,更有利于反应在温和条件下进行。在酯交换反应中,当醇油物质的量之比为20∶1,反应温度为135℃,反应时间为6 h,600℃焙烧后催化剂用量为5%(w/w)时,植物油能够完全转化为脂肪酸甲酯。与传统的SO42-/Zr O2催化剂相比,该催化剂在低温反应条件下具有更高的催化性能和良好的重复使用性。     

纳米SO42-/ZrO2的合成及其在酯交换反应中的催化性能

采用两步晶化-后浸渍法合成了纳米SO₄^2-/ZrO₂固体酸催化剂,并考察了其在植物油与甲醇酯交换反应中的催化性能。XRD、N₂吸附-脱附和TEM等结果表明,经过600℃焙烧,催化剂仍保持单一四方相,粒径大小为5~10 nm,比表面积为137 m²·g^-1,孔径为3.6 nm。NH₃-TPD结果表明,随着焙烧温度升高,催化剂表面的酸含量和酸强度逐渐增加,超强酸含量的增加,更有利于反应在温和条件下进行。在酯交换反应中,当醇油物质的量之比为20：1,反应温度为135℃,反应时间为6 h,600℃焙烧后催化剂用量为5%（w/w）时,植物油能够完全转化为脂肪酸甲酯。与传统的SO₄^2-/ZrO₂催化剂相比,该催化剂在低温反应条件下具有更高的催化性能和良好的重复使用性。     

KF/La2O2CO3固体碱的制备、表征及催化酯交换反应的性能——一个综合创新实验

固体碱催化剂具有易分离、可循环使用、对设备无腐蚀、可使反应工艺过程连续化等优点。它被认为是催化酯交换反应制备可再生能源生物柴油的一种优异催化剂。本实验是在科研成果的基础上创新设计了一个综合实验。通过浸渍法制备了KF/La2O2CO3固体碱催化剂;利用X射线衍射测定了其物相,使用CO2程序升温脱附技术测定了催化剂的表面碱性;并以三丁酸甘油酯与甲醇进行酯交换反应作为模型反应,考查其催化活性。     

Ce1－xNdxO2－δ固溶体的电子顺磁共振谱和阻抗谱的研究

利用溶胶-凝胶方法在800 ℃焙烧10 h后, 合成了固溶体Ce_1－xNd_xO_2－δ (x＝0.05～0.55), X射线衍射(XRD)测试表明固溶体已经形成立方萤石结构; 电子顺磁共振谱(EPR)研究表明在固溶体Ce_1－xNd_xO_2－δ中随着掺杂量x的增大, Ce^3＋离子含量减少, 说明掺杂Nd^3＋离子可以抑制Ce^4＋的还原; 交流阻抗谱的测量表明固溶体Ce_0.9Nd_0.1O_2－d 具有离子导电特性, 600和700 ℃时的电导率分别为4.25×10^－3和1.12×10^－2 S•cm^－1, 活化能为0.68 eV.     

固溶体Bi_2Mo_(1-x)W_xO_6的水热合成及光催化性能

采用水热法,在较低温度下合成了系列Bi2Mo1-xWxO6固溶体。结果表明,W的替代抑制了固溶体的晶粒生长,导致了较小的晶粒尺寸。随着x的增加,红外光谱中840cm-1处M-O键的振动频率νM-O有规律地向低频率方向移动,表明Mo6+离子逐步被W6+替代,生成了无限互溶的固溶体。光吸收性能研究表明,随着W6+逐步替代Mo6+,带隙出现了先降后升的趋势,x=0.4时带隙最小。而固溶体的光催化性能随着x的增加,出现了先增后减的趋势,x=0.4时光催化活性最高。此外,含W样品的光催化活性高于Bi2MoO6。这与固溶体的带隙、带结构和晶粒尺寸变化有关。     

铈锆固溶体的表面碱性对催化剂中Pd烧结性能的影响

以尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀法制备了CexZr1-xO2(0≤x≤1)固溶体,并以其为载体制备了负载型Pd/CexZr1-xO2催化剂。利用XRD、N2物理吸附、CO脉冲化学吸附、CO2-TPD、原位漫反射红外光谱(in situ DRIFTS)等技术考察了载体表面碱性强弱对Pd/CexZr1-xO2催化剂中Pd烧结行为的影响。结果表明,载体的弱碱性位能有效抑制Pd的烧结,其中Pd/Ce0.75Zr0.25O2催化剂其载体具有更多的弱碱性位,活性组分钯的分散度较高,催化剂的热稳定性较好。