聚合氯化铝中Al13形态的分离纯化方法及特性

采用柱层析法、沉淀置换法和乙醇-丙酮混合溶剂法对聚合氯化铝(PAC)中的Al₁₃形态进行了分离提纯, 采用Al-Ferron逐时络合比色法, ²⁷Al NMR, TEM, SEM, 电位测定法, 粒度测定法等多种现代分析仪器和方法对不同分离提纯方法得到的Al₁₃形态进行了分析表征和比较, 并初步比较研究了Al₁₃形态的水处理效果. 实验结果表明, 不同分离纯化方法得到的 Al₁₃形态具有不同的结构形貌、粒度分布、电性和水处理效果. 乙醇-丙酮混合溶剂法得到的Al₁₃形态具有良好的纯度和水处理效果. 该研究初步证实了Al₁₃是PAC中的最佳絮凝形态.     

凝胶色谱法分离聚合氯化铝中Al13形态的特性研究

采用缓慢滴碱法制备聚合氯化铝(PAC)溶液, 并采用Bio-Gel P-100型凝胶层析法将溶液中铝形态进行了分离. 采用常规的化学方法(Al-Ferron逐时络合比色法)和Al²⁷Al-NMR法对分离过程中收集的各级分进行了测定. 在分离过程中通过改变洗脱速度, 洗脱液离子强度和pH值等实验条件来研究影响分离的各因素. 实验结果表明, 在层析分离过程中除被分离物的分子尺寸之外, 分子电荷对分离也会产生相应的影响. 降低洗脱流速、提高洗脱液离子强度, 以及调节合适的pH值都能提高分离效率. 通过对实验条件的优化, 可以分离得到大量高纯Al₁₃形态(即 AlAl_b含量为100%的产品), 可占被分离PAC产品总量50%以上.     

聚合Al13晶体的制备及表征

近几十年来 , 环境污染的日益严重使人们对健康问题和全球生态系统越来越关注 ?由于一个元素的生物可给性在很大程度上取决于它存在的物理化学形态和浓度 , 准确测定环境和生物体系中的痕量元素的不同形态是研究这些元素的生物毒性 ? 生物有效性和传输机理的关键 ?形态分析成了     

高浓度高Al13含量聚合氯化铝溶液的制备

通过快速加碱在82 ℃下合成0.2 mol·L^-1、Al_b为60%～70%的低浓度高Al_b聚合氯化铝(L-PAC)，在热侧温度为50～95 ℃，冷侧温度约9～12 ℃的条件下进行膜蒸馏浓缩，制备出总铝浓度在2 mol·L^-1以上，Al_b含量大于90%，Al₁₃含量约为70%的高浓度高Al_b含量的聚合氯化铝溶液。对膜蒸馏浓缩过程中热侧温度、PAC的碱化度和初始pH值等因素对最终聚合氯化铝溶液产品中聚铝形态分布、总铝浓度的影响进行了初步研究，发现在热侧温度低于70 ℃、碱化度为2.47、初始pH值为5.0 ± 0.2的条件下，可以得到高浓度、高Al_b含量的聚合氯化铝溶液，纳米Al₁₃形态在较高的浓度下可以存在；低温贮存条件下，高浓度PAC中Al_b相当稳定。     

一种直接混合生成Al13硫酸盐晶体的简易方法

将一定量的Na₂SO₄溶液直接加入在60～80 ℃温度下预处理过的Al₁₃溶液中，然后室温陈化12 h，可简便快速地制备具有四面体形貌和纤维状形貌的Al₁₃基硫酸盐晶体。所得晶体的SEM和OS图显示：用本文报道的方法合成的四面体形貌的硫酸盐晶体尺寸大小在150～200 μm，而通过滴定方法的却只有15～25 μm；纤维状的硫酸盐晶体的长径尺度分别是>1 000 μm和0.5～1 μm。对四面体形貌的Al_13<     

温度和电极互换频率对电解过程中聚合Al13形成的影响

聚合铝作为一种无机高分子絮凝剂,具有比传统絮凝剂如硫酸铝、氯化铁等效能优异,比有机高分子絮凝剂价格低廉等优点[1￣3]。研究表明,聚合铝絮凝剂实际上是在一定条件下控制铝的水解-聚合-沉淀过程的中间产物,其溶液除存在铝的单体及二聚体外,     

水解聚合铝溶液中Al30形态的研究

水解聚合铝形态一直是分析、催化、土壤、地球化学、新材料、环境科学和生物毒理学等众多领域研究的前沿和热点。Keggin 结构的Al₃₀ 形态是迄今为止发现的电荷最高的水解铝聚合阳离子,具有独特的分子结构和纳米分子尺寸,它对催化化学、新型功能材料、高效絮凝剂的开发以及铝的水解聚合转化规律研究具有重要意义。本文主要论述了Al₃₀形态的形成、形态分析方法、结构模型以及形成机理等方面的最新研究进展,并对水解聚合铝溶液的研究发展趋势进行了展望。     

基于Al6Ge2O13还原制备Ge纳米粒子及其光致发光性能研究

以3-三氯锗丙酸和硝酸铝为原料，通过共沉淀法合成了Al₆Ge₂O₁₃陶瓷粉体，并利用TG-DSC、FTIR、XRD等研究了其形成过程。采用选择还原技术对Al₆Ge₂O₁₃进行还原处理，还原产物观察到发光峰位于564、611、681、730和774 nm的室温光致发光现象。比较不同温度下还原的样品，发现550 ℃保温3 h还原制备的样品发光强度最强，通过XRD、XPS和Raman光谱研究表明样品在可见和近红外光区的发光是源于平均粒径为1.98 nm且未能形成完整晶格的Ge纳米粒子团簇。     

MnOx/Al2O3催化剂低温SCR脱硝性能

采用浸渍法制备了MnO_x/Al_2O_3低温脱硝催化剂,研究了Mn的含量对MnO_x/Al_2O_3催化剂低温烟气中NOx脱除率的影响,并通过XRD、SEM、BET、XPS、NH_3-TPD和H_2-TPR等手段对催化剂进行了表征.结果表明,当Mn含量为9%,空速为45 000 h-1时,MnO_x/Al_2O_3催化剂NO_x脱除率最高,在220℃时达79%;9MnO_x/Al_2O_3催化剂表面MnO_x氧化物分散较均匀,且稳定性及抗H_2O性能较好,但抗SO_2性能有待提高;MnO_x/Al_2O_3催化剂孔径主要分布在4~20 nm范围内,Mn含量对催化剂孔径变化影响较小;催化剂中活性组分Mn主要以Mn~(3+)和Mn~(4+)的形式存在;Mn~(4+)和Oα含量增加有利于NO_x的脱除;且添加Mn后,活性酸位点的数量增长,增强了催化剂还原能力,促进了NO_x脱除率的增加.     

TiO2微粒功能化多孔Al2O3膜的光电化学研究

用恒电位法制备了多孔Al₂O₃薄膜, 通过在Al₂O₃薄膜孔内水蒸汽水解钛酸异丙酯生成了锐钛矿型TiO₂微粒, 制备出了Al₂O₃与TiO₂微粒的复合薄膜. 用XRD, SEM, 光电化学方法进行了研究. 实验表明: 该复合薄膜具有光电转换特性, 在光催化、光电化学太阳能转换中具有应用价值.     

Al13形态的分离纯化与表征

采用乙醇－丙酮沉淀法提取了聚合氰化铝（PAC）中的Al13形态并采用Al-Ferron逐时络合比色法、27Al NMR，SEM，TEM和XRD等方法对所获得的水溶性Al13形态进行了分析表征．结果表明，通过向聚合氯化铝溶液中不断加入乙醇和丙酮，聚合氯化铝中各形态组分便会按照在混合溶剂中溶解度由小到大的顺序，依次从溶液中析出．截取中间组分得到Al13 形态．Al-Ferron逐时络合比色法和27Al NMR的鉴定结果表明，采用该方法分离提纯得到的样品中Al13 的含量达95％以上．SEM和TEM的鉴定结果表明，固体Al13聚集体主要为棱柱、单斜长方体和四面体等多面晶粒，小的聚集体粒径约 200mm，大的可达 2μm．溶液中的Al13 形态聚集成束并以枝状排列．XRD结果表明，Al13的特征衍射峰出现在2θ为5°～25°的范围内．     

Al2O3-ZrO2复合膜的制备与表征

以异丙醇铝和氧氯化锆为原料,用溶胶-凝胶法在Al₂O₃中空纤维上制备了Al₂O₃-ZrO₂复合膜。应用TG、DTA、XRD、SEM等测试手段对复合膜的热稳定性、结构、形貌进行了表征。结果表明复合膜的热稳定性比单一由氧化铝或氧化锆制成的膜有显著的提高,在1100℃之前,复合膜以t-ZrO₂存在,1200℃时,出现了m-ZrO₂和α-Al₂O₃相。扫描电镜分析表明,膜表面完整、无缺陷。气体渗透实验进一步表明所得膜具有一定的气体选择性,0.3MPa和0.5MPa下对氮气和氩气的分离因子α分别为1.191和1.185,和氮气与氩气的理论分离因子(α=1.194)相当,说明气体通过膜的扩散以Knudsen扩散传质为主。用等温氮气吸附实验测定了非担载膜的孔径大小和分布,最可几孔径约为4.3nm。     

从P-Mo(Ⅴ)杂多化合物合成多形貌Al13基钼酸盐晶体

以H₃PMo₁₂O₄0·nH₂O、H₄PMo₁₁VO₄₀·nH₂O和(NH₄)₆P₂Mo₁₈O₆₂·nH₂O 3种杂多化合物为钼源，采用直接混合后陈化的方法合成了多形貌Al₁₃基钼酸盐晶体，相应Al₁₃基钼酸盐晶体的形貌和尺寸分别是斜方三棱柱形(80 μm × 30 μm)、星形(30 μm × 10 μm)和叶片形(500 μm × 150 μm)。粉末X射线衍射结果表明这3种多形貌Al₁₃基钼酸盐晶体结晶较好，在2θ为6.65°、8.00°和14.16°处都有强而尖锐的衍射峰。而以Na₂MoO₄·2H₂O为钼源时只能制得无定形簇合物。根据ICP、FTIR和TG/DTG结果给出多形貌的Al₁₃基钼酸盐晶体的化学简式为Na[AlO₄Al₁₂(OH)₂₄(H₂O)₁₂][MoO₄]₄·8H₂O。初步探讨了Al₁₃基钼酸盐晶体的形成机理。     

有机配体修饰纳米Al2O3的合成及性质研究

合成了以β-二酮配体3-甲基-1-苯基-4-(十八烷基酰基)吡唑啉酮-5(PMOP)修饰的Al2O3纳米粒子,并用IR、UV光谱、NMR和荧光光谱等手段进行了表征.修饰后的Al2O3纳米粒子能溶于氯仿、乙醇和甲苯等常见有机溶剂,并有较强的蓝色荧光.表明在一些无机纳米粒子的表面键合上有机配体后,可以产生新的光物理性质.修饰后的Al2O3纳米粒子还可作为支架材料用于准固态染料敏化纳米晶太阳能电池中.     

富氧条件下Cu/Al2O3催化剂上C3H6选择性还原NO的研究

以Cu/Al2O3为催化剂,对富氧条件下C3H6为还原剂选择性催化还原NO反应进行了研究.活性评价结果表明,与高活性的Ag/Al2O3催化剂相比,Cu/Al2O3催化剂选择性还原NO的活性较低,NO的最高转化率仅为40%.在所考察的温度范围(473～723K)内,红外谱图中不存在有机含氮化合物(R—ONO和R—NO2)的特征振动吸收峰.作为反应中间体—NCO的前驱体,有机含氮化合物在Cu/Al2O3催化剂表面难以生成是造成催化剂选择性还原NO活性低的直接原因.在Cu/Al2O3催化剂上,NO2吸附能够优先发生,并以NO3-物种的形式覆盖在大部分催化剂表面.动态原位红外光谱实验发现,这种NO3-表面物种与C3H6的反应性较差,使生成有机含氮化合物的关键反应难以发生,但此时的催化剂表面有利于C3H6和O2的完全氧化反应,这是导致Cu/Al2O3催化剂选择性较低的根本原因.     

Mn-Fe/Al2O3催化剂的低温脱硝性能研究

以Al_2O_3为载体,Fe、Mn为活性组分,采用浸渍法制备了Mn-Fe/Al_2O_3催化剂,研究了Mn-Fe/Al_2O_3催化剂的低温脱硝性能.实验结果表明,Fe负载量为7%时,7Fe/Al_2O_3催化剂显示出较佳的低温脱硝性能;添加Mn能明显改变7Fe/Al_2O_3催化剂低温脱硝性能,其中当Mn/Fe质量比为11∶7时,11Mn7Fe/Al_2O_3催化剂获得最佳低温脱硝效率.对催化剂的表征结果表明,比表面积和孔径的大小不是决定催化剂性能高低的主要因素;Mn O2和Fe2O3在x Mn7Fe/Al_2O_3催化剂中具有较强的相互作用,影响活性组分微观晶体结构,改善活性组分分散程度,从而提高了催化剂的低温脱硝性能;Fe的添加使催化剂表面酸性位点数目增加,从而提高7Fe/Al_2O_3催化剂的低温脱硝效率.添加Mn不仅增多了11Mn7Fe/Al_2O_3催化剂表面酸性位点数目增加,而且使催化剂表面出现新的中强性酸位点,使其低温脱硝效率进一步提高;经过详细分析,结果表明表面吸附氧Oβ、Mn4+和Fe3+的含量较高是11Mn7Fe/Al_2O_3催化剂脱硝活性较高的主要原因.     

Fe2O3/Al2O3二元气凝胶合成高质量单壁纳米碳管

通过溶胶和超临界干燥方法制得了Fe₂O₃/Al₂O₃二元气凝胶，其比表面积和孔隙体积分别为246 m²·g^-1和1.89 cm³·g^-1，并具有较宽的孔径分布。以Fe₂O₃/Al₂O₃二元气凝胶作催化剂，通过甲烷催化裂解成功地合成了高质量的单壁纳米碳管。利用FESEM、TEM和HRTEM、Raman光谱等分析手段研究了反应温度对单壁纳米碳管生长的影响。结果表明在900 ℃时合成单壁纳米碳管的质量较高，并且合成的炭产物为毡状，该炭产物主要为高质量的单壁纳米碳管。     

K2CO3含量对Ni-Cu-Mn-K/Al2O3水煤气变换催化剂结构和性能的影响

以γ-Al₂O₃为载体，采用等体积浸渍法，制备了不同K₂CO₃含量的Ni-Cu-Mn-K/Al₂O₃水煤气变换催化剂，采用低温N₂吸附、XRD、TPD和TPR，考察了K₂CO₃含量对催化剂结构和性能的影响。结果表明:K₂CO₃的加入使催化剂的还原温度有所提高，适量的K₂CO₃能增加活性组分的电子密度，从而增强其给电子活化CO的能力，提高催化剂的活性。但过量的K₂CO₃使得催化剂比表面积和孔容降低，且导致催化剂对CO吸附过强，催化活性降低。当Ni-Cu-Mn-K/γ-Al₂O₃催化剂中K₂CO₃的添加量为7.5%时，且催化剂经530 ℃耐热15 h后，在350 ℃时水煤气变换反应中CO转化率达62.29%。     

预处理条件对Pt/Al2O3催化还原NO的活性影响

用溶胶-凝胶法制备Al2O3载体,浸渍法制备质量分数为0.5%的Pt/Al2O3催化剂.研究焙烧气氛和温度对选择性催化还原NO反应活性和Pt价态的影响.结果表明,H2焙烧的活性温度区间最宽,随着焙烧温度的升高,温度区间变化很小,523K下O2焙烧的催化剂活性最好,且活性区间向高温方向移动.活性现象用程序升温脱附实验(NO-TPD,NO-O2-TPD)进行了解释.XPS研究表明,523K下O2用焙烧Pt的主要价态是Pt2+,而523K下H2和N2焙烧Pt的主要价态为Pt0.     

焙烧温度对Mn/Al2O3-TiO2催化剂结构及氧化NO性能的影响

采用溶胶凝胶法和浸渍法制备10% Mn/Al₂O₃-TiO₂催化剂,借助TPO、XRD、O₂-TPD、Raman、XPS等手段,考察焙烧温度(450~650 ℃)对催化剂结构以及氧化NO性能的影响。TPO结果表明催化剂活性随焙烧温度的升高先增后减,其中焙烧温度为550 ℃时催化剂活性最好。XPS结果显示随着焙烧温度的升高(450~550 ℃),催化剂表面Mn³⁺的含量逐渐升高,与催化剂活性的强弱成对应关系,并且催化剂晶格氧含量下降,而表面化学吸附氧从40.9%增加到64.8%。Raman分析显示550 ℃焙烧时,催化剂表面存在丰富的Mn₂O₃活性物种,并且O₂-TPD分析也表明随着焙烧温度的升高,晶格氧向表面化学吸附氧流动,提高了化学吸附态氧物种的含量。这些结果表明Mn₂O₃可能是NO氧化起主要作用的活性Mn物种,释放更多的表面化学吸附氧物种,将有助于促进NO的催化氧化。