Au/FeOx催化3-硝基苯乙烯加氢反应

采用沉积-沉降法制备了负载型Au/γ-Fe2O3、Au/α-Fe2O3和Au/Fe3-O4催化剂,并利用X射线粉末衍射技术对催化剂进行了表征。 在不同反应介质（水、乙醇和无溶剂）中,研究了Au/FeOx催化剂催化3-硝基苯乙烯加氢反应,考察了反应温度以及载体对催化剂活性的影响。 实验结果表明,在介质水中3-硝基苯乙烯的转化率要远高于乙醇中或无溶剂条件下的转化率,且随温度的升高而增大,而其加氢产物3-氨基苯乙烯的选择性无显著变化。 不同氧化铁载体负载的Au催化剂在水中的活性顺序为Au/γ-Fe2O3＞Au/α-Fe2O3＞Au/Fe3O4,其活性的差异被认为来自于不同氧化铁载体与Au之间的相互作用。     

费托合成 Fe基催化剂中铁物相与活性的关系

 采用连续共沉淀和喷雾干燥相结合的方法制备了微球形 Fe 基催化剂, 采用 N2 吸附-脱附、X 射线衍射和穆斯堡尔谱等手段, 考察了催化剂在不同还原条件下铁物相的转变, 并在浆态床反应器中评价了催化剂的费-托合成 (FTS) 反应性能. 结果表明, Fe 基催化剂在合成气气氛下首先从α-Fe2O3 转变为 Fe3O4, 然后转变为铁碳化物 (FexC); 还原压力的增大有利于 α-Fe2O3 向 Fe3O4 的转变, 而抑制 Fe3O4 向 FexC 的转变; 还原空速的增加则促进 Fe3O4 转变为 FexC. 催化剂的 FTS 反应活性随着催化剂中 Fe3O4 含量的增加而逐渐下降, 而随着 FexC 含量的增加而逐渐上升.     

α-Fe2O3负载Ag复合纳米材料的制备、表征和气敏性能

采用简单的FeCl3溶液水热方法, 结合焙烧处理合成了α-Fe2O3 纳米粉体; 以所制备的α-Fe2O3为载体负载Ag纳米粒子, 得到Ag/α-Fe2O3 复合纳米材料. 使用X射线衍射、 透射电子显微镜、 氮气吸附-脱附和X射线光电子能谱等对样品进行表征, 并考察了Ag/α-Fe2O3复合材料在260℃下对甲醇、 乙醇、 乙醚、 丙酮、 正丁醇和正己醇等挥发性有机物的气敏行为. 结果表明, Ag/α-Fe2O3传感器对这几种挥发性有机物展示了较高的灵敏度和快速、 可逆的响应-恢复特性; 与纯α-Fe2O3相比, Ag/α-Fe2O3复合材料的气敏性能显著提高, 这可能与该复合材料表面独特的多孔结构和活性Ag纳米粒子对敏感反应的催化作用有关.     

负载氧化铁大孔树脂及其对巴戟天多糖平衡吸附的性质

采用XRD、FTTR以及ASAP2010表面分析仪对负载氧化铁颗粒的AB-8吸附树脂进行了表征,发现负载的氧化铁主要以α-Fe2O3形式存在;负载氧化铁的AB-8树脂孔径在5～25nm之间,比表面积达到550m2/g,较原AB-8树脂略有增加.采用静态吸附实验考察了负载氧化铁颗粒的AB-8吸附树脂在不同离子强度条件下对巴戟天多糖的吸附性能.结果表明,负载氧化铁后,AB-8树脂对巴戟天多糖的吸附量有显著增加,对分子质量范围在2000u左右的巴戟天多糖有明显选择性;较高的离子强度有利于巴戟天多糖在负载氧化铁颗粒的AB-8树脂上的吸附.     

K2O-Fe2O3系催化剂的穆斯堡尔谱研究

利用穆斯堡尔谱在K2O-Fe2O3催化剂中检出了α-Fe2O3(大晶粒及微晶)、KFeO2、K1+XFe11O17、α-Fe2O3和γ-FeOOH等物相,它们的相对含量取决于催化剂的含钾量及煅烧温度,相对含量的改变导致样品的穆斯堡尔谱图出现了复杂的变化.与XRD相比,穆斯堡尔谱可对钾与氧化铁的相互作用进行更有效的表征,穆斯堡尔谱和TPR研究都表明钾可延缓催化剂中Fe(III)的被还原.     

氧化铁在TiO2上的分散状态及其物理化学表征

采用(NH_4)_3[Fe(C_2O_4)_3]·xH_2O稀水溶液含浸,Fe(NO_3)_3·9H_2O水溶液饱和浸渍以及Fe(AcAc))_3的甲苯溶液热吸附方法制备了在TiO_2(锐钛矿)上分散的氧化铁体系。用多种物理化学手段进行了表征,结果表明由含浸和热吸附法制备的样品中,负载组分FeO_x很容易充分分散或单层分散,这些单层物种很难被XRD,FTIR-DRS或LRS所检测,单层分散的Fe~(3+)处于高自旋态,具有较小的正交畸变配位对称性,但不是孤立四面体的配位结构,没有发现置换Fe~(3+)的存在。实验结果还表明,由XPS的电子结合能数据鉴别Fe~(3+)和TiO_2表面相互作用的强弱是困难的,充分分散的FeO_x表面物种在973K的还原温度下其Fe~(2+)尚不能被进一步还原,在TiO_2(锐钛矿)表面上单层分散的Fe—O多面体仍然是丁烯ODH反应的有效活性位。单层型催化剂的选择性不同于晶相a-Fe_2O_3,且与是否存在气相氧密切相关。     

含铈Cu-Fe-O催化剂的氧化还原性研究

用TPR等方法研究了Cu-Fe-Ce-O/γ-Al₂O₃(Ⅰ)催化剂的氧化还原性能。结果表明,在(Ⅰ)中铜的存在有利于Fe₂O₃的还原,铈作为助催化剂能增强Cu-Fe-O/γ-Al₂O₃(Ⅱ)的氧化还原性能,配合CO、NO和CO+NO气对试样进行预处理后发现,铜吸附CO的能力比铁强,铁吸附NO的能力比铜强,铈的存在可增强(Ⅱ)在NO+CO反应气氛中对CO的吸附能力,并对NO在催化剂表面吸附形成硝酸盐物种产生影响。     

介孔结构的α-FeOOH对苯酚的催化臭氧化降解

以双氧水和硫酸亚铁为原料,采用绿色简便水热法得到了高比表面的羟基氧化铁纳米催化剂,提出将α-FeOOH纳米材料用作臭氧化催化剂。X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、低温氮吸附脱附表征结果证明催化剂组成为α-FeOOH,形貌为直径13～20 nm、长度70～100 nm具有介孔结构的棒状物,Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积达到132 m²·g^-1,碱滴定分析表明所得催化剂的表面羟基密度高达5.484 mmol·g^-1,该纳米材料对臭氧化降解水中苯酚显示了优异的催化性能。机理研究表明,具有高比表面、高表面羟基密度以及合适的pH_pzc值的纳米α-FeOOH催化剂,在多相催化反应中促进了臭氧分子到羟基自由基的转变,从而加快了苯酚的降解。     

负载纳米金对氧化铁载体结构和水煤气变换催化性能的影响

采用共沉淀法在多种条件下分别制备氧化铁及其负载金催化剂,测定其水煤气变换反应活性.通过BET-PS,XRD,H2-TPR和CO-TPD等表征手段,研究负载纳米金对氧化铁载体结构、结晶行为、还原性能以及CO吸脱附性质的影响,探讨氧化铁负载金催化剂的活性相.结果表明:(1)负载纳米金能抑制氧化铁载体在焙烧时的结晶过程,提高其还原性能以及增加表面CO吸附中心.但这种抑制作用与催化剂的制备条件(如沉淀剂种类、沉淀方式和焙烧温度等)密切相关.(2)氧化铁负载金催化剂的低温高活性(<300℃)可能是纳米金粒子与Fe3O4相协同作用的结果,在高温区(>300℃)仍是Fe3O4相起主要催化作用.     

碳纳米管负载氧化铁的制备与机理

研究了不同的碳纳米管预处理方法对制备碳纳米管负载氧化铁催化剂的影响。通过透射电镜观察了氧化铁负载前后碳纳米管表面的形貌,X射线衍射分析显示碳纳米管上包覆的是αFe2O3,并利用红外光谱和热重分析结果探讨了氧化铁负载的机理,发现经过预处理的碳纳米管吸附Fe(NO3)3后高温热处理得到的氧化铁是由Fe(NO3)3直接分解得到的。     

葡聚糖分子对氢氧化铁矿化结晶的调制作用

通过对比五种不同葡聚糖浓度的Fe3＋/葡聚糖矿化作用体系中Fe(OH)3凝胶在早期矿化阶段的成核和相变过程来研究葡聚糖对铁矿物的结晶与转化的调控作用. 运用ICP-AES(等离子发射光谱仪)观察各个矿化体系中上清液的[Fe3＋]浓度及相应pH的变化, 矿化产物运用FTIR、XRD进行表征. 结果发现, 上清液中[Fe3＋]经历了两次下降过程, 在陈化的第三天突然回增. 与不含葡聚糖的矿化作用体系很快形成结晶良好的α-FeOOH不同, 在含有葡聚糖的矿化作用体系中最初形成的物相主要为β-FeOOH. 葡聚糖分子通过与Fe3＋配位吸附在铁氧化物颗粒的表面促进了β-FeOOH转化为α-Fe2O3. 相变是经过溶解-再结晶机制进行的. [Fe3＋]第二次下降正是由于β-FeOOH转化为α-Fe2O3引起的. 葡聚糖浓度适当增大, β-FeOOH溶解加快, 有利于相变的进行. 因此葡聚糖的存在能显著影响在氢氧化铁凝胶中形成晶核的结构类型及其相变历程.     

K2O-Fe2O3系催化剂的穆斯堡尔谱研究

利用穆斯堡尔谱在K2 O Fe2 O3催化剂中检出了α Fe2 O3(大晶粒及微晶 )、KFeO2 、K1 XFe11O17、α FeOOH和γ FeOOH等物相 ,它们的相对含量取决于催化剂的含钾量及煅烧温度 ,相对含量的改变导致样品的穆斯堡尔谱图出现了复杂的变化 .与XRD相比 ,穆斯堡尔谱可对钾与氧化铁的相互作用进行更有效的表征 ,穆斯堡尔谱和TPR研究都表明钾可延缓催化剂中Fe(III)的被还原 .     

SiO2/α-FeOOH和SiO2/γ-Fe2O3微粒的界面研究

α－FeOOH微粒由于其表面高活性，在转变成γ－Fe2O3的热处理过程中容易烧结，一旦这种烧结现象发生，得到的γ－Fe2O3磁粉磁性能大大下降[1]．为了克服这一困难，目前采用在α-FeOOH微粒表面包敷有机物[2]和无机物[3]来隔离颗粒，阻止其聚集．其中SiO2表面包敷处理是最令人感兴趣的研究课题之一[4，5]．SiO2是一种难烙性的非磁性材料，它包敷在α-FeOOH微粒表面外，不仅可提高α－FeOOH转变成γ－Fe2O3的热处理温度，有利于得到外形完好、晶格完整的γ－Fe2O3磁粉，而且由包效层与内核之间的界面相互作用引起的表面各向异性常…     

单分散α-Fe_2O_3纳米结构空心亚微球的制备及表征

采用一种新的溶液生长法结合多步包覆法在自制的不同粒径SiO2单分散亚微球表面包覆不同厚度的β-FeOOH涂层,得到单分散β-FeOOH/SiO2核壳结构亚微球.实验结果表明,SiO2核心颗粒尺寸对表面涂层的形态和包覆均匀性有很大影响.当SiO2核心颗粒的平均粒径为250 nm左右时,β-FeOOH表面涂层均匀,颗粒间团聚较少,一次包覆后涂层厚度约为35 nm.涂层中β-FeOOH纳米棒的尺寸随着所选SiO2核心颗粒粒径的增大而相应增大.经多次包覆能够显著提高涂层的厚度,3次包覆后β-FeOOH表面涂层厚约100 nm.β-FeOOH/SiO2核壳结构亚微球与质量分数5%的NaOH溶液反应后,于600℃焙烧2 h得到了单分散α-Fe2O3空心微球.单分散α-Fe2O3空心亚微球表层是由α-Fe2O3纳米棒搭建而成的三维网络结构,α-Fe2O3纳米棒的尺寸与核壳结构中β-FeOOH纳米棒的尺寸基本一致.     

Au/γ-MnO2催化剂催化无溶剂条件下甲苯氧化反应

采用氧化还原法制备了α, δ, γ-MnO₂载体, 采用原位还原法制备了Au负载量为0.5%-3.0%的Au/γ-MnO₂催化剂, 并采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和N₂物理吸附等手段对其进行了表征. 透射电镜照片表明Au/γ-MnO₂催化剂中Au颗粒的大小约为10 nm. 采用无溶剂存在下的甲苯氧化反应测试所制备样品的催化活性. 结果表明, 甲苯转化率随着Au负载量的增加而增大. 这是由于Au颗粒数量增多, 尺寸减小的缘故. 同时, 负载Au颗粒对苯甲醛具有较高的选择性. Au/γ-MnO₂催化剂具有良好的重复使用性.     

不同晶相结构二氧化锰催化完全氧化乙醇

采用水热合成法制备了α-MnO₂、β-MnO₂、γ-MnO₂和δ-MnO₂催化剂, 运用N₂吸脱附实验、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和H₂程序升温还原(H₂-TPR)等方法对催化剂进行了表征, 并将催化剂用于催化完全氧化乙醇反应中, 考察了不同晶型MnO₂催化剂催化氧化乙醇活性的差异, 探讨了催化剂晶型结构与催化氧化活性的关联. 结果表明, 不同晶型的MnO₂催化剂催化氧化乙醇活性差异显著, 活性顺序为α-MnO₂>δ-MnO₂>γ-MnO₂>β-MnO₂. 系列表征结果显示, 晶体结晶度和比表面积不是影响不同晶型MnO₂催化剂活性的主要原因, α-MnO₂催化剂具有的较高晶格氧浓度和较高的可还原性是其具有良好催化氧化乙醇活性的关键因素.     

不同晶体结构MnO2纳米催化剂低温NH3-SCR性能研究

为了探究催化剂的结构和催化活性的关系,采用水热法制备了四种不同晶体结构的MnO₂纳米催化剂（α-MnO₂、β-MnO₂、γ-MnO₂和δ-MnO₂）,并考察了其低温NH₃-SCR活性。结果表明,不同晶体结构催化剂的活性不同,依次为γ-MnO₂ > α-MnO₂ > β-MnO₂ > δ-MnO₂,γ-MnO₂表现出最高的催化活性,NO_x转化率在150-260℃超过90%。随后,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、N₂吸附-脱附、热重（TG）、红外光谱（FT-IR）、程序升温还原（H₂-TPR）及吡啶吸附红外光谱（Py-FTIR）等表征手段对催化剂的结构和性质进行分析。结果表明,α-MnO₂和β-MnO₂为纳米棒,γ-MnO₂和δ-MnO₂为纳米针,催化剂的比表面积并不是影响低温NH₃-SCR活性的主导因素。γ-MnO₂具有适宜的孔道结构、较强的氧化还原能力、丰富的化学氧含量和Lewis酸酸性位点,是其具有最高低温NH₃-SCR活性的原因。     

SBA-15负载氧化铁催化剂上乙酸选择加氢制乙醛

制备了一系列SBA-15负载α-Fe₂O₃催化剂.研究了负载量、预还原温度和反应温度对乙酸选择加氢制乙醛反应的活性和选择性的影响.负载催化剂上乙醛的最高产率达到42.7%,比纯α-Fe₂O₃催化剂的32.2%高.催化剂表面Fe₃O₄和Fe⁰共存对提高反应性能有利.该反应有可能遵循Mars-vanKrevelen机理.