S2O2-8-/ZrO2-Al2O3固体超强酸催化剂的研制与应用

固体超强酸因其特殊的晶相结构和表面特性及高比表面积使其具有许多重要的催化特性[1],某些经特殊处理得到的金属氧化物(如ZrO2、TiO2、Fe 2O3等)负载SO24-后可以成为固体超强酸[2]..有关SO24-/ZrO2系列固体超强酸的研究和应用报道较多[3,4a,5].夏勇德等[4b,6]报道用(NH4)2S2O8浸渍无定形Zr(OH)4可制备超强酸性和催化活性比SO24-/ZrO2更强的新型固体超强酸S2O28-/ZrO2.本文在文献方法的基础上,制出新型固体超强酸S2O28-/ZrO2-Al2O3,以乙酸和正丁醇的酯化反应作探针,优选出高活性催化剂并成功地用于催化合成4种缩酮(醛)类化合物.它们经纯化处理后均可作为食用香料.     

固体强酸催化剂S_2O_8~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-M_2O_3(M=Cr,Ce,La)的制备

固体强酸具有酸强度高 ,不腐蚀设备 ,不污染环境 ,与产物分离方便等特点 ,是一种对环境友好的催化剂。业已发现固体强酸对许多重要的有机反应如烃类异构化、傅克酰基化、傅克烷基化、酯化、缩合、聚合、氧化等具有良好的催化活性 ,可替代传统的浓 H2 SO4 及 Al Cl3、HF等高污染催化剂。在前文 [1]基础上 ,本文通过添加 Cr2 O3、Ce2 O3和 La2 O3对催化剂 S2 O2 - 8/Zr O2 - Al2 O3改进后制备出 S2 O2 - 8/Zr O2 -Al2 O3- M2 O3( M=Cr,Ce,La)系列固体强酸催化剂 ,用对乙酸和正丁醇的酯化转化率评价了催化活性 ,用 XRD、BET、流…     

SO4^2—／TiO2—SiO2固体超强酸的结构及其光催化性能

自从 Arata等 [1]首次报道无卤素型 SO2 - 4/Mx Oy 固体超强酸体系以来 ,对该类催化剂的研究引起了人们的广泛重视 .大量研究工作表明 ,固体超强酸催化剂对丁烷异构化、苯衍生物烷基化、链烷烃裂解和乙烯二聚等诸多酸催化的反应表现出极高的反应活性 [2 ] .最近 ,我们把 SO2 - 4/Ti O2 型固体超强酸应用于有机物的光催化氧化反应 ,研究发现 Ti O2 光催化剂经 H2 SO4 浸渍处理形成固体超强酸后 ,催化剂的光催化活性大大提高 ,并具有很好的反应活性、稳定性和抗湿性能 [3] ;此外 ,我们以前的工作表明 Ti O2 中引入 Si O2 后 ,其结构、…     

固体超强酸SO2-4/SnO2-Al2O3的红外光谱研究

以四氯化锡、硫酸铝为原料,氨水为沉淀剂,采用共沉淀法制得新型固体超强酸SO2-4/SnO2-Al2O3.采用FT-IR技术考察了金属元素摩尔比、焙烧温度、浸渍液以及掺杂稀土氧化物对该固体超强酸结构和性能的影响.FT-IR结果表明在该固体超强酸中,锡和硫酸根是以螯合和桥式两种方式配位结合,其中起催化活化作用的主要是和硫酸根以螯合双齿结合的锡;和SO2-4/ZrO2型超强酸相比,SO2-4/SnO2-Al2O3超强酸的硫酸根FT-IR特征吸收峰发生蓝移,显示出更强的酸性.锡铝摩尔比为9∶1、焙烧温度为773K、焙烧时间为3h时,制得的SO2-4/SnO2-Al2O3样品对酯化反应的催化性能最好.     

复合固体超强酸SO2-4/TiO2-Fe2O3催化合成丁酸异丁酯

采用溶胶-凝胶法制备的复合固体超强酸催化剂SO2-4/TiO2-Fe2O3催化合成丁酸异丁酯[1],结果表明物质的量比n(Ti)∶n(Fe)＝2∶1时催化剂活性最高,这与文献结果[2]有所不同.     

γ-Al_2O_3负载Cr促进SO_4~(-2)/ZrO_2固体超强酸研究

将 Cr促进的 SO2 - 4 /Zr O2 ( SZ)固体超强酸 Cr-SZ负载于 γ-Al2 O3载体上 ,制成 Cr-SZ/Al2 O3系列固体超强酸 ,利用探针反应考察了其超强酸性、中强酸性和弱酸性的变化情况 .详细研究了样品的比表面、硫含量、 Zr O2 晶化情况及正丁烷低温异构化反应活性 .结果发现 ,负载后部分 Cr-SZ的正丁烷低温异构化反应活性显著提高 .含铬样品酸强度和脱氢性能的增强对其正丁烷异构化反应活性的提高均有贡献 .样品酸性和脱氢性之间的合适匹配使 Cr-SZ/Al2 O3显示出很高的正丁烷异构化反应活性 .     

固体超强酸SO_4~(2-)/SnO_2-Al_2O_3的红外光谱研究

以四氯化锡、硫酸铝为原料,氨水为沉淀剂,采用共沉淀法制得新型固体超强酸SO42-/SnO2-A l2O3。采用FT-IR技术考察了金属元素摩尔比、焙烧温度、浸渍液以及掺杂稀土氧化物对该固体超强酸结构和性能的影响。FT-IR结果表明在该固体超强酸中,锡和硫酸根是以螯合和桥式两种方式配位结合,其中起催化活化作用的主要是和硫酸根以螯合双齿结合的锡;和SO42-/ZrO2型超强酸相比,SO42-/SnO2-A l2O3超强酸的硫酸根FT-IR特征吸收峰发生蓝移,显示出更强的酸性。锡铝摩尔比为9∶1、焙烧温度为773K、焙烧时间为3h时,制得的SO42-/SnO2-A l2O3样品对酯化反应的催化性能最好。     

超声吸附制备均匀分散在SBA-15的S2O82--Fe2O3纳米粒子:增强S2O82--Fe2O3本体催化活性

酸催化剂在化学反应和化工生产中具有重要的作用.传统无机酸,如H2SO4,H3PO4和对甲苯磺酸等具有较高的催化活性,但是存在污染大、设备腐蚀严重以及催化剂不能重复使用等问题.固体酸具有酸性强、易分离、环境友好以及稳定性和重复使用性好等特点因而近年来越来越引起人们的关注.其中,SO42--MxOy固体超强酸(如SO42--ZrO2,SO42--TiO2和SO42--SnO2等)因具有很好的催化性能而备受关注.相比SO42--MxOy,S2O82--MxOy具有更强的酸性和稳定性而成为研究的重点.如何克服固体超强酸本体的低比表面积和孔容,增加其比表面积和催化活性是固体超强酸研究的热点.超声吸附法可保证所制介孔固体酸活性组分均匀分散,以及大的比表面积和更多的酸性位点.因此采用超声吸附法制备了一种新型介孔固体酸S2O82--Fe2O3/SBA-15.相比S2O82--Fe2O3本体、B酸和文献报道催化剂,负载30%Fe2O3的S2O82--Fe2O3/SBA-15在环氧苯乙烷甲醇醇解的探针反应中显示出很高的催化活性,反应收率为100%.S2O82--Fe2O3纳米粒子的纳米效应和SBA-15介孔结构的协同作用使S2O82--Fe2O3/SBA-15具有高催化活性.相比S2O82--Fe2O3本体,采用超声分散技术制备的S2O82--Fe2O3/SBA-15固体超强酸具有典型的介孔结构、大的比表面和孔容,并且表面富含酸性位点.并且吡啶红外分析S2O82--Fe2O3/SBA-15表面富含L酸和B酸.环氧苯乙烷甲醇醇解探针反应表明,Fe2O3负载量为30%时,S2O82--Fe2O3/SBA-15的催化活性最高,优于S2O82--Fe2O3本体和已报道的布朗酸和路易斯酸等催化剂,将醇底物拓展(ROHs,R = C2H5-C4H9),S2O82--Fe2O3/SBA-15的催化活性也优于S2O82--Fe2O3本体.同时,S2O82--Fe2O3/SBA-15具有很好的重复使用性能,连续使用七次,反应收率在84.1%以上.总之,具有高催化活性、好的稳定性和经济性的S2O82--Fe2O3/SBA-15具有广阔的应用前景.     

磁性固体超强酸SO2-4/TiO2-Fe3O4的制备及表征

固体超强酸是近年来研制开发出的一类新型催化材料[1-4],其克服了传统液体酸催化剂易腐蚀设备、污染环境、副反应多、产物选择性低等缺点.尤其是近年来纳米技术的应用,使得纳米级固体超强酸的研究颇受人们的青睐.但纳米级固体超强酸催化剂在与液体产物的分离及回收中存在困难.为了进一步改良纳米固体超强酸的性能,本研究将磁基体Fe3O4与固体超强酸复合,制得磁性纳米固体超强酸SO42-/ TiO2 - Fe3O4,并对其结构和催化性能进行了表征.     

SO2-4/TiO2-SiO2固体超强酸的结构及其光催化性能

自从Arata等[1]首次报道无卤素型SO2-4/MxOy固体超强酸体系以来, 对该类催化剂的研究引起了人们的广泛重视. 大量研究工作表明, 固体超强酸催化剂对丁烷异构化、苯衍生物烷基化、链烷烃裂解和乙烯二聚等诸多酸催化的反应表现出极高的反应活性[2]. 最近, 我们把SO2-4/TiO2型固体超强酸应用于有机物的光催化氧化反应, 研究发现TiO2光催化剂经H2SO4浸渍处理形成固体超强酸后, 催化剂的光催化活性大大提高, 并具有很好的反应活性、稳定性和抗湿性能[3];     

NiO-La_2O_3-Al_2O_3气凝胶催化剂的制备

采用改进的溶胶 -凝胶法和超临界干燥技术制备出超细三元 Ni O- L a2 O3 - Al2 O3 气凝胶催化剂 .通过 BET、TEM、XRD、DTA、IR等物性表征 ,考察了煅烧温度和组成等对气凝胶催化剂制备的影响 .结果表明 ,此种方法制备的多元气凝胶催化剂不仅保留了氧化铝和 Ni O- Al2 O3 气凝胶的主要特征 ,而且 ,氧化镧的加入使气凝胶更易晶化 ,热稳定性更好和吸附能力更强 .这种改进的溶胶 -凝胶法和超临界干燥技术操作简单有效 ,适合要求组分之间相互作用强、分布均匀、结构热稳定性好的多组元负载催化剂的制备 .     

Ni-Zr-Ce／Al2O3催化剂上H2O2作氧化剂直接使苯氧化胺化一步合成苯胺研究

设计制备了Ni-Zr-Ce/Al_2O_3催化剂,研究了其上用H_2O_2直接将苯氧化胺化 合成苯胺的活性。发现在常压、50 ℃的温和条件下,该催化剂对苯、氨水与 H_2O_2直接氧化胺化生成苯胺有较好活性,并且其对苯胺的选择性远远大于对苯酚 的选择性。提高反应原料中氨水对苯的比例,能提高苯胺的收率,且不会增加苯酚 的生成量。本方法能耗低,原子利用率高,为苯胺的绿色合成提供了一条新的路径 。     

掺杂Mn对CeO2-ZrO2-Al2O3材料性质的影响

采用共沉淀法制备了一系列Mn掺杂摩尔分数为0～5%的CeO2-ZrO2-Al2O3(CZA)复合氧化物, 并采用BET, OSC, XRD, XPS, H2-TPR等方法对所制备的材料进行了表征. 结果表明, 所制备的材料均形成了稳定的CZA固溶体, 尤其是Mn掺杂0.5%的材料在600和1000 ℃焙烧后均表现出最好的织构性能. OSC和H2-TPR的结果表明, Mn掺杂量≤1%时, 氧在材料中的体相移动是材料储氧和被还原的速控步骤, 并且Mn的掺杂量为0.2%时, 储氧量最大, 材料的还原温度也最低; Mn掺杂量>1%时, Mn物种对材料储氧和被还原的作用显著. XPS结果表明, Mn在焙烧过程中会迁移向表面, 结合H2-TPR结果可知, 新鲜样品表面的MnOx物种主要为Mn2O3, 而老化样品主要为Mn3O4.     

磁性纳米TiO_2/SiO_2/NiFe_2O_4的制备及其催化性能

采用溶胶凝胶法制备了核壳结构磁性纳米TiO2/SiO2/NiFe2O4催化剂.利用XRD、TEM、VSM等手段对样品的粒径、晶体结构、磁性和光催化性能进行了研究.结果表明:SiO2/NiFe2O4的加入抑制了TiO2纳米粒子的生长,使晶粒尺寸减小,促进了锐钛矿相向金红石相的转变,催化剂的回收率和光催化性能均得到提高.光催化实验结果表明,当SiO2/NiFe2O4的负载量为15%时,焙烧温度为500℃时对亚甲基兰的脱色率最高.     

燃煤在O_2/CO_2方式下NO_X生成特性的研究

O2 CO2 方式是一种能有效控制CO2 、SO2 与NOX 排放的新型高效清洁的煤燃烧技术 ,在自行设计的实验装置上研究了三种不同煤质特性的燃煤在这种方式下NOX 的生成与排放特征。主要研究结果表明当温度为 70 0℃及 90 0℃时 ,O2 CO2 方式下NOX 的排放量较空气气氛下大为降低。研究结果还表明O2 CO2 方式下温度、煤质特性、钙基吸收剂的加入对NOX 的生成特性有着重要影响     

空心ZnMn2O4纳米球和纳米立方体的室温合成及氧还原催化性能

室温条件下,在含有Zn2+的溶液中,以空心结构的MnO2作为前驱体,使用NaBH4作为还原剂,合成了尖晶石型的ZnMn2O4纳米空心球和纳米空心立方体. 通过XRD,SEM,TEM,BET等测试手段对合成产物的结构、形貌、组成、表面性质进行了表征. 实验结果表明,所制备的空心结构ZnMn2O4纳米球和纳米立方体的尺寸在400?600 nm, 空心结构的壳层是由5?6 nm颗粒紧密堆积而形成,厚度约为40 nm. 将所制备的纳米ZnMn2O4空心结构应用于氧还原（ORR）反应中,研究了其在碱性溶液中的氧还原电催化性能,结果显示,相对于ZnMn2O4纳米空心立方体,ZnMn2O4纳米空心球在氧还原反应中表现出较大的电流密度和高的电子转移数 (n=3.5), 具有较好的氧还原电催化性能,有望成为一种新型的氧还原电极电催化剂.     

钒酸盐化合物NaV_2O_5的水热合成及电化学性质

应用水热合成法制备NaV2O5晶体,XRD、SEM、拉曼光谱和XPS分析测试及电化学表明,该材料属正交晶系,空间群为Pmmn,呈纯相的棒状结构,长度约有20μm,宽度大约200 nm.该材料的V离子均价为+4.5价.首次放电容量达到120 mAh/g,放电平台为2.0 V.经过20个循环,容量保持率98 mAh/g,表现了良好的循环性能.     

溶胶凝胶法固定反应试剂流动注射化学发光法测定H_2O_2

采用溶胶凝胶技术对 Luminol- Co( ) - H2 O2 体系中的 Co( )和 Luminol试剂进行了固定化 ,并将其用于化学发光法测定 H2 O2 。试验结果表明 ,固定柱的洗脱液中 Co( )的浓度稳定 ,测定的线性范围为 2× 1 0 - 6～ 1× 1 0 - 4 mol·L- 1 ,相关系数大于 0 .997,检出限为 0 .6μmol·L- 1 。1 0次测定的 RSD为 1 .7% ,单次测定能在 1 min内完成。方法成功地用于雨水中 H2 O2 的测定。     

纳米复合固体超强酸S_2O_8~(2-)/CoFe_2O_4催化合成癸二酸二乙酯

将硫酸钴、硫酸亚铁在NaOH溶液中与NaHCO3反应制得碱式碳酸盐前驱体 ,后者用 (NH4 ) 2 S2 O8浸渍、干燥 ,再经 5 0 0℃焙烧得到固体超强酸催化剂S2 O2 -8/CoFe2 O4 。产物经XRD、TEM、BET、TG DTA及化学法等检测 ,含硫量 4 5 2 % ,粒径为 4 2nm ,比表面积为 1 4 6m2 /g ,粒度均匀。催化剂的酸强度处于 -1 6 0 2和-1 4 5 2之间。以该固体酸为催化剂 ,由癸二酸和无水乙醇合成了癸二酸二乙酯。最佳反应条件为 :n(醇 )∶n(酸 ) =4 0∶1 0 ,癸二酸 0 1mol,催化剂 1 0 g ,反应时间 2 5h。在此反应条件下 ,酯化率可达 93 6%。     

Thermal oxide synthesis and characterization of Fe_3O_4 nanorods and Fe_2O_3 nanowires

Fe3O4 nanorods and Fe2O3 nanowires have been synthesized through a simple thermal oxide reaction of Fe with C2H2O4 solution at 200-600℃ for 1 h in the air. The morphology and structure of Fe3O4 nanorods and Fe2O3 nanowires were detected with powder X-ray diffraction, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The influence of temperature on the morphology development was experimentally investigated. The results show that the polycrystals Fe3O4 nanorods with cubic structure and the av...