Deuterium exchange reaction of ethylbenzene over an Fe2O3?K2CO3?Cr2O3 catalyst

Isotope exchange reaction of ethylbenzene with water or hydrogen has been examined over Fe₂O₃–K₂CO₃–Cr₂O₃ catalyst. The participation of the hydrogen attached to -carbon or phenyl group was observed. The exchange rate of the -hydrogen was compared for different alkylbenzenes and found that toluene was the most active, whereas cumene was inactive. This order suggested that the -hydrogen dissociated as a proton. -Adsorbed state was supposed as an intermediate of dehydrogenation, which dissociates the -hydrogen reversibly as a proton on a basic site. Including the results of exchange reaction of styrene, the overall route of dehydrogenation is discussed.     

Fe2O3/Al2O3氧载体制备方法的研究

采用溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热合成法、低热固相合成法、机械混合法、燃烧合成法和冷冻成粒法制备铁基氧载体Fe₂O₃/Al₂O₃,并通过物理和化学表征手段来筛选和优化制备方法和制备工艺。对煅烧后的氧载体进行硬度测试,结果表明,溶胶-凝胶法、共沉淀法、机械混合法、燃烧合成法和冷冻成粒法制备的氧载体硬度较高;载体的X射线衍射(XRD)谱图表明,各种制备方法均能制得物相组成为Fe₂O₃/Al₂O₃的氧载体,且随着煅烧温度的提高、煅烧时间的延长,氧载体的结晶度、晶体粒径逐渐增大,煅烧温度1 200℃的氧载体的机械性能、晶体结构、晶相组成更稳定。借助化学吸附仪的程序升温还原(TPR)实验表征氧载体的反应活性,并计算氧载体活性度。综合物理和化学表征实验结果表明,最优制备方法为溶胶-凝胶法和冷冻成粒法。     

碳纳米管负载纳米Fe2O3的研究

本文研究了用液相化学沉积法制备的碳纳米管负载Fe₂O₃。首先用浓HCl、浓HNO₃和浓HNO₃ / H₂SO₄(混酸)三种酸对碳纳米管进行改性处理，对样品进行了TEM形貌观察和FTIR光谱分析，FTIR分析表明浓HCl处理后不能在碳纳米管表面引入官能团，而浓HNO₃能在碳纳米管表面引入-OH和-C=O，浓HNOO₃ / H₂SO₄能在碳纳米管表面引入大量的-OH、-C=O、COOH。制备了以上三种碳纳米管分别负载Fe₂O₃。TEM分析表明，负载效果：混酸>浓HNO₃>浓HCl。经混酸处理后的碳纳米管所负载的Fe₂O₃的XRD分析，表明所负载的是α-Fe₂O₃。机理分析表明碳纳米管上的含氧基团能增强其在水溶液中的分散性，同时能增强其对Fe³⁺吸附和离子交换能力，使吸附在碳纳米管表面的Fe³⁺成为结晶成核中心，调节溶液pH值后，使Fe₂O₃沉积在碳纳米管表面。     

碳纳米管负载的Fe2O3催化剂制备

Carbon nanotubes were modified by FeSO₄-H₂O₂ system, iron hydroxides were adsorbed on the wall of carbon nanotubes simultaneously. These precursors were treated at 723K for 2 h under hydrogen, nitrogen and air atmosphere to prepare carbon nanotubes supported γ-Fe₂O₃catalyst, γ-Fe₂O₃and α-Fe₂O₃compound catalyst and amorphous Fe₂O₃catalyst, respectively. This is green method to prepare high Fe₂O₃loading (≥50 %) catalyst without adding other cation. The different structures Fe₂O₃catalysts can be synthesized by controlling the condition of thermal treatment to content active phase requirements for different catalytic reactions. The paper presents a new method to prepare carbon nanotubes supported catalysts.     

Ce0.67Zr0.33O2对CH4燃烧催化剂Fe2O3/Al2O3的改性作用

固定n(Ce)/n(Zr)比为0.67/0.33,用共沉淀法制得一系列CeO2-ZrO2-Al2O3固溶体.采用这些固溶体作载体,以Fe2O3为活性组分,用浸渍法制备了一系列催化剂.BET结果显示,将适量Ce0.67Zr0.33O2引入到Al2O3载体中有助于催化剂保持较高的比表面积.TPR结果显示,载体中引入适量的Ce0.67Zr0.33O2可以改善催化剂的氧化还原性能.XRD结果表明,Fe2O3在CeO2-ZrO2-Al2O3载体上呈现出良好的分散状况,老化前后催化剂的晶相结构基本无明显变化.特别是当载体中m(Ce0.67Zr0.33O2)∶m(Al2O3)的值为1∶2时,Fe2O3/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂在甲烷催化燃烧中显示出最佳的催化性能和抗高温老化性能.     

Ce0.67Zr0.33O2对CH4燃烧催化剂Fe2O3/Al2O3的改性作用

固定n(Ce)/n(Zr)比为0.67/0.33, 用共沉淀法制得一系列CeO2-ZrO2-Al2O3固溶体. 采用这些固溶体作载体, 以Fe2O3为活性组分, 用浸渍法制备了一系列催化剂. BET结果显示, 将适量Ce0.67Zr0.33O2引入到Al2O3载体中有助于催化剂保持较高的比表面积. TPR结果显示, 载体中引入适量的Ce0.67Zr0.33O2可以改善催化剂的氧化还原性能. XRD结果表明, Fe2O3在CeO2-ZrO2-Al2O3载体上呈现出良好的分散状况, 老化前后催化剂的晶相结构基本无明显变化. 特别是当载体中m(Ce0.67Zr0.33O2)∶m(Al2O3)的值为1∶2时, Fe2O3/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂在甲烷催化燃烧中显示出最佳的催化性能和抗高温老化性能.     

偏硼酸锂碱熔-电感耦合等离子体发射光谱法测定透辉石中的SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Fe2O3

采用偏硼酸锂熔样,电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)内标法同时测定透辉石中的SiO_2、CaO、MgO、Al_2O_3、Fe_2O_3.选择合适的分析谱线,采用基体匹配和背景校正等方式有效消除了测定的干扰.试验结果表明,方法各组分的相关系数良好(r≥0.999 5),检出限分别为0.061%(SiO_2)、0.039%(CaO)、0.024%(MgO)、0.011%(Al_2O_3)、0.009%(Fe_2O_3),精密度高(RSD5%),回收率为99.0%~101.8%.所建方法应用于透辉石实际样品的测定,结果与外检实验室化学分析方法的测定结果基本一致.     

过渡金属修饰Fe2O3/Al2O3氧载体的Redox性能研究

采用冷冻干燥法分别制备了经Cu、Co、Mn、Ni修饰的Fe₂O₃/Al₂O₃氧载体。利用化学吸附仪,通过程序升温还原(H₂-TPR)和程序升温氧化(TPO)来研究经不同过渡金属修饰的Fe₂O₃/Al₂O₃与H₂和O₂的反应性能。实验发现,在Fe₂O₃/Al₂O₃中加入Cu、Co、Ni以后,氧载体与H₂的反应性都有提高,但是当在Fe₂O₃/Al₂O₃中加入Mn以后,氧载体的反应性和载氧能力反而下降。经Cu修饰的Fe₂O₃/Al₂O₃与H₂的反应性最高,且具有很好的反应稳定性,适合用于化学链燃烧。     

超声波辅助浸渍法制备Fe2O3/γ-Al2O3 吸附剂脱除气相As2O3的实验研究

使用超声波辅助浸渍法制备Fe₂O₃/γ-Al₂O₃吸附材料,在固定床反应器上研究了前驱液浸渍浓度、载体粒径、吸附温度、吸附气氛等因素对脱除气相As₂O₃的影响。结果表明,前驱液浸渍浓度、载体粒径等会对吸附剂表面结构产生影响从而影响其砷吸附性能;吸附温度升高增强了其化学吸附能力,然而,温度过高反而造成吸附性能的下降;吸附气氛中的SO₂促进了Fe₂O₃/γ-Al₂O₃对气相砷的吸附,气氛中的NO对气相砷的影响不大。     

化学环制氢中Fe2O3/CeO2/Al2O3载氧体的性能研究

采用浸渍法制备了不同CeO2含量的Fe2O3/CeO2/Al2O3载氧体,利用BET,XRD和TPR对其性能进行表征,并以甲烷为燃料在固定床微型反应器中对载氧体进行化学环制氢性能考察。结果表明:CeO2的加入可以降低铁与铝之间的相互作用,提高铁的分散度,从而提高催化活性。在燃料反应器温度为900℃,蒸汽反应器温度为900℃,常压、剂烷比为2/1,进水量为0.1 m L时经过10次氧化-还原循环,Fe2O3/CeO2/Al2O3载氧体颗粒反应性能稳定,甲烷转化率最高可达到75%,单次循环氢气产量最高可达到35 m L·2.5 gcat-1。     

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。     

Oxidative coupling of methane over Bi2O3?P2O5?K2O/Sm2O3

Oxidative coupling of methane over Bi₂O₃–P₂O₅–K₂O/Sm₂O₃ takes place giving more C₂H₄ as compared to C₂H₆. Sm₂O₃ supported Bi–P–K is a more active and selective catalyst, than TiO₂, -Al₂O₃, SiO₂ and MgO supported catalysts.

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Bi₂O₃–P₂O₅–K₂O/Sm₂O₃ , . Bi–P–K, Sm₂O₃, , TiO₂, -Al₂O₃, SiO₂, MgO.

     

Cu修饰的Fe2O3/Al2O3氧载体的循环反应稳定性研究

采用冷冻干燥法制备了经Cu修饰（10%）的Fe₂O₃/Al₂O₃氧载体。利用热重分析仪分别在850、900和950 ℃等温环境下,使氧载体交替接触还原气体和氧化气体,来模拟氧载体在化学链燃烧中的循环过程。结果表明,经Cu修饰的Fe₂O₃/Al₂O₃氧载体在850和900 ℃下的等温循环过程中反应性能都很稳定,在950 ℃时的循环反应前期有微量烧结,但在循环后期反应性能也很稳定。随着反应温度的升高,氧载体氧化速率增大,还原速率和载氧率先减小后增大。与未经修饰的Fe₂O₃/Al₂O₃氧载体相比较,在900 ℃下作等温循环实验,经Cu修饰的Fe₂O₃/Al₂O₃氧载体具有较高的载氧能力和还原速率,但氧化速率较低;两者都具有较好的循环稳定性。     

蜂窝状CuO和Fe2O3纳米管协同光电还原CO2

采用阳极氧化法在Fe上原位生长直立有序的Fe2O3纳米管阵列,脉冲电沉积法将蜂窝状CuO组装到Fe2O3NTs上,得到CuO HCs/Fe2O3NTs催化剂.结果表明:Fe2O3NTs呈"火山状"规则生长,蜂窝状CuO均匀分布在Fe2O3NTs表面.修饰后,材料的能隙由原来的2.03 eV窄化为1.84 eV.同时发现该催化剂具有优良的光催化还原性能和电催化还原性能,光电催化还原CO2的主要生成产物为甲醇,甲醇在6 h时含量峰值为3.77 mmol/L.该研究对光电催化还原CO2有一定的指导和借鉴意义.     

Fe2O3/TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能

在钛基体上采用阳极氧化法制备了TiO₂纳米管阵列,采用化学浴方法在TiO₂纳米管阵列上修饰了Fe₂O₃纳米颗粒.利用扫描电镜、X射线衍射和紫外可见漫反射光谱等手段对材料进行了表征,同时测试了材料的光电化学性能及其光催化降解亚甲基蓝染料废水的性能.结果表明,Fe₂O₃纳米颗粒的修饰将TiO₂纳米管阵列的光响应拓宽至可见光区域,提高了光电流,Fe₂O₃/TiO₂纳米管阵列的光电流是未修饰的TiO₂纳米管阵列的9倍.而在光催化反应中,亚甲基蓝最高降解率可达80%,比未修饰的TiO₂纳米管阵列高出30%.     

CF4 decomposition over solid ternary mixture NaF-Si-MO（MO=La2O3,CeO2,Pr6O-（11）,Nd2O3,Y2O3）

A solid ternary mixture consisting of NaF,silicon and one metal oxide such as La2O3,CeO2,Pr6O11,Nd2O3,and Y2O3 was prepared and usedas de-fluorinated reagent for CF4 decomposition.The results show that 90% conversion of CF4 can be reached initially over NaF-Si-La2O3,NaF-Si-CeO2,NaF-Si-Nd2O3,and NaF-Si-Y2O3 at 850 C.The fresh and used reagents were characterized using XRD and XPS techniques.It was found that the active components of NaF and metal oxides in NaF-Si-CeO2,NaF-Si-Pr6O11,NaF-Si-Nd2O3,and NaF-Si-Y2O3 weretransformed into inert phases of mixed metal fluorides and silicates,respectively,resulting in an ineffective utilization of these de-fluorinatedreagents,whereas no inert phases from NaF and La2O3 can be observed in the used NaF-Si-La2O3,indicating the NaF-Si-La2O3 reagent couldbe utilized more efficiently than the other reagents in CF4 decomposition.     

制备方法对Fe2O3/Al2O3-ZrO2在乙苯脱氢反应中催化性能的影响

为提高含铁催化剂的脱氢活性,采用浸渍法和一步沉淀法制备了Fe、Al和Zr含量相同的F4AZ10-imp和F4AZ10-pre催化剂,在550 ℃考察了其在乙苯CO₂氧化脱氢制苯乙烯反应过程中的催化性能,并结合XRD、N₂-吸附、NH₃-TPD、CO₂-TPD和H₂-TPR等表征手段对催化剂进行了分析。结果表明,与浸渍法相比,一步沉淀法制备的催化剂更有利于活性组分Fe₂O₃在催化剂表面的分散及反应物CO₂的转化。     

MgO/Al2O3吸附剂对CO2动态吸附性能的研究

以γ- Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制取MgO/Al₂O₃吸附剂,利用BET、XRD等表征手段对吸附剂进行表征;并通过固定床测量穿透曲线的方法研究其对CO2动态吸附性能的影响,考察了MgO负载量、吸附温度、气体流量等因素对吸附剂吸附CO₂性能的影响,同时还通过多次吸脱附实验考察MgO/Al₂O₃吸附剂的稳定性和再生能力。结果表明,MgO负载量为10%的吸附剂,吸附温度在50℃左右,流量为45mL/min动态吸附量最大;经数次循环后材料的结构性质和吸附性能未见明显变化,可再生性能比较优异,是一种潜在的可工业化应用的CO₂吸附剂。     

X射线荧光光谱(XRF)法测定喀斯特地区土壤样品中Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、SiO2含量

为揭示喀斯特地区不同自然环境下土壤的相似性和差异性,为后续喀斯特石漠化治理和植被恢复提供科学依据,本文利用微晶纤维素作为粘结剂黏结剂,采用粉末样品压片制样,使用波长色散X射线荧光光谱仪建立了同时测定喀斯特地区碳酸盐、硅酸盐土壤样品中关键元素Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃、K₂O、MgO、SiO₂含量的方法。从黏结剂对压片效果的影响、探讨了黏结剂添加比例对元素含量检测结果的影响、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃、K₂O、MgO、SiO₂的测量条件参数,确定了分析线、分析晶体、基体效应和谱线重叠干扰等方面进行了方法参数确认。根据优化的参数,使用49个土壤标准物质绘制校准曲线建立了检测方法。结果表明,利用新建方法进行Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃、K₂O、MgO、SiO₂元素检测,检出限多在61.0 mg/kg 以下,相对标准偏差(RSD,n=6)为0.00 %~3.74 %,同时,利用新建方法对采自喀斯特地区不同类型的土壤样品进行检测,Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃、K₂O、MgO、SiO₂均可被检出。此方法具有操作简便、快速、准确的优点,可同时检测喀斯特地区碳酸盐、硅酸盐土壤样品中Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃、K₂O、MgO、SiO₂元素含量。