镁铝复合氧化物载体的制备与性质研究

以硝酸镁和硝酸铝为原料，用氨水溶液作为pH调节剂，采用共沉淀法制备了镁铝复合氧化物载体，研究了制备过程中镁铝比、pH调节剂种类、水解过程pH值的大小、反应温度、焙烧温度及回流晶化温度对复合氧化物载体理化性质的影响。并以RFCC汽油加氢脱硫为探针反应，考察了以镁铝复合氧化物为载体的催化剂选择性加氢脱硫性能。实验结果表明，在镁铝分子比为10、反应温度为80℃、pH值为9.5条件下制备的镁铝复合氧化物载体具有适宜的比表面积和均匀的孔分布，且晶型较完整，结晶度高。以该复合氧化物为载体制备的催化剂具有良好的RFCC汽油选择性加氢脱硫反应性能。     

以镁铝水滑石为前驱体制备复合氧化物催化丙酮气相缩合反应

采用共沉淀-恒温晶化法制备了系列镁铝水滑石(Mg-Al-LDH)样品,对镁铝水滑石在500 ℃焙烧得到镁铝复合氧化物(Mg-Al-LDO),采用IR、XRD、CO₂-TPD、SEM及N₂吸附-脱附等方法对Mg-Al-LDH和Mg-Al-LDO进行了表征。在温度250 ℃、液时空速1 h^-1条件下,采用固定床对镁铝复合氧化物催化剂对丙酮缩合反应的性能进行微反活性评价。研究结果表明,晶化时间与镁铝复合氧化物的弱碱性位和强碱性位的密度相关。丙酮缩聚反应的主要产物为异佛尔酮(IP)和异丙叉丙酮(MO),以及少量的异丙烯基丙酮、双丙酮醇,均三甲苯等。丙酮缩聚制备异佛尔酮的反应需要催化剂表面弱碱性位(S_w)与强碱性位(S_s)的协同作用,S_w与S_s需要匹配。晶化12 h得到的镁铝复合氧化物催化剂(LDO-12)的S_w/S_s=1.3,异佛尔酮(IP)选择性为65.3%,单程有效收率(IP+MO)为14.8%。     

xK/MgAlO型催化剂催化碳烟燃烧的机理研究

通过等体积浸渍法制备了不同K掺杂量的镁铝水滑石复合氧化物(xK/MgAlO),利用X射线衍射光谱及暂态响应、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱及程序升温等技术比较了焙烧和未焙烧的MgAlO形貌结构和晶型的异同,在含硫气氛中研究了K对镁铝水滑石复合氧化物形貌结构和催化碳烟燃烧性能的影响,阐明了反应过程中K掺杂的xK/MgAlO型催化剂降低碳烟起燃温度的关键机制。结果表明,焙烧后的镁铝水滑石3R层状结构消失,出现了尖晶石相,层状结构坍塌变为球形颗粒状;掺杂钾后的催化剂(K/MgAlO)表面活性氧与晶格氧的比例增大,使得氧空位的数量增多,有效提高了催化剂的催化反应活性。在模拟烟气实验中发现掺杂量x=7的(7K/MgAlO)催化剂在含SO_2的混合气中使碳烟的起燃温度降低了127℃,且对NO_x的转化率显著增强。     

磁性纳米镁铝水滑石的合成及表征

将磁性物种与镁铝水滑石进行复合,利用共沉淀法合成出粒径为20－50nm磁性纳米镁铝水滑石。样品的XRD及热分析结果表明,镁铝水滑石掺入磁性物种后并没有改变其层状结构和2个阶段质量损失的典型特征,样品的磁学性能测试结果表明,样品的比饱和磁化强度随磁性物种含量的增加而线性递增,这为层状材料与磁性物种进行复合制备新型功能材料提供了实验依据。     

镁铝氢氧化物正电溶胶结构研究

镁铝氢氧化物正电溶胶结构研究韩书华，张春光，侯万国，孙德军，王果庭（山东大学胶体与界面化学研究所，济南，２５０１００）关键词镁铝氢氧化物，正电溶胶，共沉淀镁铝氢氧化物是一种层状的氢氧化物。Ｂｕｒｂａ等［１］提出将镁铝氢氧化物与钠质蒙脱土作用可得到抑制...     

纳米晶镁铝水滑石的制备及其热分解机理

研究了无机阻燃剂镁铝水滑石纳米晶的制备及其热分解机理.采用常压下,一步反应的液相法制备镁铝水滑石试样，用XRD和TEM测试试样的相组成和形貌，针状镁铝水滑石纳米晶体的长度约80 nm.依据DSC和DTA-TG测试结果，发现镁铝水滑石纳米晶的热分解由两个阶段组成:第一个吸热峰出现在220 ℃左右，第二个吸热峰出现在380 ℃左右.研究了反应时间对所得镁铝水滑石试样的热分解性能的影响，发现延长反应时间，镁铝水滑石试样的第一次、第二次热分解的起始温度升高,第一次热分解的失重值增大，最后剩余氧化物的量增大，从而增强镁铝水滑石阻燃剂的阻燃性能.根据不同升温速率下获得的DSC测试数据，应用Achar微分法、Šatava-Šesták积分法和Ozawa积分法对镁铝水滑石纳米晶热分解的第二个阶段进行了动力学计算和分析，确定该段的热分解机理函数积分式为(1－α)－1－1.     

氧化锌/镁铝复合氧化物的制备及光催化性能

将镁铝层状双氢氧化物分散在锌盐与尿素的混合液中,加热使尿素水解、锌离子沉淀,经洗涤、干燥、煅烧,再用碳酸钠溶液浸渍、煅烧,得到还原后的氧化锌/镁铝复合氧化物。用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氮等温吸附和傅里叶红外光谱(FTIR)等方法对所制备的氧化锌/镁铝复合氧化物的结构和性能进行了表征。以酸性红G为模型污染物评价了其去除效率及光催化活性。碳酸钠还原处理过的氧化锌/镁铝复合氧化物结构发生了改变,氧化锌的晶粒变小,复合氧化物变成了片状结构,其对酸性红G的去除效率也明显提高,质量比为2∶1的氧化锌/镁铝复合物经还原后表现出了良好的光催化活性。     

一种新型的纳米功能材料:磁性纳米镁铝水滑石

本文将磁性基质与镁铝水滑石进行组装首次合成出一种新型的纳米磁性功能材料—磁性纳米镁铝水滑石。这种新型纳米功能材料的XRD及TA结果表明,镁铝水滑石赋予磁性后并没有改变其层状结构的典型特征。样品的TEM图表明,磁性基质的加入后样品的颗粒粒径并没有明显增大,且保持在20～50nm之间。对磁性镁铝水滑石磁性能的考察结果表明,样品的比饱和磁化强度随磁性基质含量的增加而线性增加。     

花球状镁铝复合氧化物负载Ni⁃Co催化剂的合成及正十二烷水蒸气重整制氢

采用水热晶化的方法制备了花球状镁铝层状水滑石材料,经过高温焙烧和氢气还原成功制备了镁铝复合氧化物负载的Ni?Co合金催化剂。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、氮气吸附-脱附测试、粉末X射线衍射、程序升温还原等技术表征了所制备催化剂的物理化学性质,并且测试了所制备催化剂催化正十二烷水蒸气重整制氢性能。实验结果表明:水热晶化后催化剂的前驱体是花球状层状水滑石结构,焙烧后催化剂以复合氧化物的结构存在,且存在非常丰富的介孔和大孔。通过调控Co的加入量,可以调控金属载体相互作用的强度及金属颗粒尺寸。还原后,Ni和Co形成合金且均匀地分布在层状薄片镁铝复合氧化物上面。所制备的催化剂用于正十二烷水蒸气重整制氢,结果显示,相比于Ni单金属催化剂,形成Ni?Co合金的催化剂的活性及产氢率均有较大程度的提升,且抗积碳性能大幅度提高。这归因于Ni?Co协同的合金状态和较小的金属纳米颗粒尺寸。     

双羟基复合金属氧化物的晶面生长选择性及晶粒尺寸控制

采用成核／晶化隔离法合成镁铝双羟基复合金属氧化物（LDH）,考察了晶化温度及晶化时间对晶体结构,晶面生长选择性及晶粒尺寸的影响规律。结果发现晶化温度相同时,随晶化时间延长,LDH的晶体结构趋于完整,晶粒尺寸增大;晶化时间相同时,随晶化温度升高,晶体结构趋于完整,晶粒尺寸显著增大,实验条件下得到的LDH,其沿a轴方向的尺寸均大于沿c轴方向的尺寸,即共沿a轴方向的生长速率比沿c轴方向的生长速度快,亦即[110]晶面的生长速率比[003]晶面的生长速率快。根据LDH晶粒尺寸随晶化时间及晶化温度的变化规律,选择合适的晶化条件,制备得到了粒径分布窄的纳米LDH。     

氧化铝基表层镁铝尖晶石的研究──Ⅰ．表层镁铝尖晶石的相结构、孔结构、表面酸性及负载钯的化学状态

对＜１０００℃焙烧的γ－Ａｌ２Ｏ３载镁体系进行了相表征，发现在基质氧化铝上形成了表层镁铝尖晶石，具有“原尖晶石结构”的γ－Ａｌ２Ｏ３则在＜１０００℃保持物相不变．进一步研究了这种氧化铝基表层镁铝尖晶石的孔结构、表面酸性以及负载耙的分散与化学状态，结果表明：氧化铝基表层尖晶石的孔结构和表面酸性由构成的氧化铝基决定，并随温度变化，表层尖晶石仅可稳定氧化铝基的物相，与其孔性质和酸性无关；负载在氧化铝基表层尖晶石上的钯，主要分布在表层镁铝尖晶石上，有强的载体一金属相互作用，以Ｐｄ０和Ｐｄ２＋两种状态存在．     

镁铝层状超分子化合物去除废水中的六价铬

实验比较了Na_2CO_3/Na OH、Na OH和NH4OH沉淀法制备的镁铝层状化合物对模拟废水中Cr(Ⅵ)的去除效果,并通过X射线衍射和Brunauer-Emmett-Teller(BET)方法分析了材料的结构特征。结果表明,以Na_2CO_3/Na OH为沉淀剂制备的镁铝层状化合物结晶度高、层状结构完整、比表面积较大、孔径适宜、吸附Cr(Ⅵ)的效果最佳,其优化吸附工艺为:固液比为1 g/500 m L,体系pH值为7~9,室温下震荡9 h。在最佳吸附条件下,镁铝层状化合物对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量达到199.4 mg/g。镁铝层状化合物通过与含铬阴离子形成层状超分子化合物的方式实现了废水中铬的去除,对含Cr(Ⅵ)226.1 mg/L的实验室废水经6次工艺处理后,残余量小于0.5 mg/L,低于国家污水综合排放标准(GB8978-1996)指标。镁铝层状化合物是一种处理实验室废水中Cr(Ⅵ)的优良吸附剂。     

核壳结构磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子的制备与表征

首先采用溶剂热法制备粒径均匀分散性良好的Fe3O4亚微米粒子,在对其包覆上一层碳膜进行表面修饰后,采用共沉淀法将硝酸根插层LDHs包覆到磁性粒子的表面,然后500℃焙烧2 h得到磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子。这种磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子具有以镁铝复合氧化物为壳层,Fe3O4为核的核壳结构,其中壳层厚度为20 nm左右,对其进行二次包覆后壳层厚度可达到50 nm左右,并可以方便的通过重复包覆焙烧过程进行调节,从而实现磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子的控制制备。同时,磁性镁铝复合氧化物亚微米粒子具有较强的磁性,其比饱和磁化强度为23.3 emu·g-1,对其进行二次包覆并焙烧后为20.1 emu·g-1。     

镁助剂改性Pd/Al_2O_3甲烷催化燃烧催化剂:Mg/Al物质的量比对催化剂载体及活性物种形成的影响

本文研究了系列不同含量镁助剂改性的Pd/Al_2O_3催化剂的甲烷催化燃烧反应。研究表明,随着镁添加量的增加,载体由Al_2O_3转变为尖晶石型MgAl_2O_4,进一步增加Mg/Al物质的量比至3∶1时,形成了Mg(Al)O_x固溶体;催化剂中活性相Pd物种以金属Pd,PdO_x或Pd-载体复合氧化物形式存在,各物种的相对含量以及Pd?PdO间的转化能力存在一定的差异。PdO_x物种表现为具有较高的低温活性,而金属Pd和Pd-载体复合氧化物的高温活性较好。当Mg/Al物质的量比为1∶3时,催化剂的Pd?PdO转化能力最强,表现出了最高的甲烷催化燃烧反应活性。     

共沉淀法制备的镁铝氧化物催化剂上丙酮气相缩合反应

采用共沉淀法, 以氨水为沉淀剂制备了一系列具有不同Mg/Al摩尔比的镁铝氧化物催化剂, 考察了它们在丙酮气相缩合反应中的催化性能, 并通过XRD, XPS, ICP, TG-DTA和TPD等手段对催化剂的结构和性质进行了表征. 实验结果表明, 以反滴沉淀方式制备的Mg1.0AlO催化剂具有较高的反应活性和稳定性, 在反应温度为573 K条件下, 反应85 h后丙酮的转化率仍可以达到65%. 镁铝氧化物表面存在一定量强度和密度相互匹配的弱碱和强碱中心对提高催化剂的活性和稳定性有利.     

基于铂纳米颗粒电沉积镁铝水滑石修饰电极的电化学葡萄糖生物传感器

采用成核/晶化隔离法合成了镁铝水滑石纳米颗粒,将其修饰到氧化铟锡导电玻璃电极表面;在此修饰电极基础上,利用电沉积还原氯铂酸盐法制备了铂纳米颗粒/水滑石复合修饰电极.由于水滑石层板表面的外限域作用有效抑制了铂纳米颗粒的聚集,使该电极对过氧化氢具有较好的电催化性能.基于镁铝水滑石良好的生物相容性,将葡萄糖氧化酶进一步修饰到该电极表面,实现了对葡萄糖高灵敏的电化学检测,检出限(S/N=3)达1.0μmol/L.     

氯离子柱撑复合氢氧化物纳米微晶的制备及属性

用共沉淀法制备前驱体后,在水热、微波和沸热等不同晶化方式下合成了一系列层状氯离子柱撑镁铝复合氢氧化物(LDH-Cl),在EDS,XRD,IR,TG-DTA,TEM和N₂吸附-解吸测试表征的基础上,讨论了LDH-Cl的组成与结构的关系及制备条件对组成、结构和性质的影响.研究结果表明:LDH-Cl具有超分子结构和水滑石型层状结构的特征;微晶生长习性在不同晶化过程中的差异决定了粒子发育程度的不同、组成与结构相关性的不同;微晶粒子在不同合成条件和晶化方式下表现了不同的结晶度水平从而引起红外吸收、热稳定性及比表面积等基本属性的变化.     

镁铝水滑石的有机改性实验研究

采用共沉淀法合成了对甲基苯磺酸有机插层改性的镁铝水滑石,用XRD、FTIR、TG-DSC等技术表征产物特征.研究表明,合成的对甲基苯磺酸插层LDH物相纯净、结晶度高,层间无硝酸根,而且2:1型有更好的晶形;2:1型对甲基苯磺酸插层LDH在450-500℃层状结构逐渐被破坏,而3:1型在400-460℃0层状结构被破坏....     

稠环芳烃在烷基膦酸改性锆镁复合氧化物固定相上的反相液相色谱保留行为

 以稠环芳烃为探针,考察了烷基膦酸改性锆镁复合氧化物材料的反相色谱性能。研究了稠环芳烃类化合物的结构与其保留值的关系,比较了烷基膦酸改性锆镁复合氧化物固定相和十八烷基键合硅胶ZorbaxODS对稠环芳烃异构体的选择性,并对可能的保留机理进行了讨论。以甲醇-水(体积比为75∶25)为流动相,在烷基膦酸改性锆镁复合氧化物固定相上分离了8种稠环芳烃类化合物。     

稠环芳烃在烷基膦酸改性锆镁复合氧化物固定相上的反相液相色谱保留行为

以稠环芳烃为探针 ,考察了烷基膦酸改性锆镁复合氧化物材料的反相色谱性能。研究了稠环芳烃类化合物的结构与其保留值的关系 ,比较了烷基膦酸改性锆镁复合氧化物固定相和十八烷基键合硅胶 Zorbax ODS对稠环芳烃异构体的选择性 ,并对可能的保留机理进行了讨论。以甲醇 -水 (体积比为 75∶ 2 5)为流动相 ,在烷基膦酸改性锆镁复合氧化物固定相上分离了 8种稠环芳烃类化合物