水滑石与类水滑石的催化性能研究

水滑石与类水滑石为层状结构材料,又叫做阴离子黏土.由于该类材料具有层间阴离子交换性、酸碱性、记忆效应、良好的催化性能和热稳定性等特性,被人们广泛应用于催化、医药、生物、复合材料等领域.文章综合介绍了水滑石与类水滑石的结构和基本性质,着重阐述了该类材料在催化性能方面的应用及研究进展,为水滑石与类水滑石材料的深入研究提供一定的借鉴工作.     

过饱和沉淀法合成Zn-Al类水滑石及其表征

分别用高、低过饱和沉淀法合成了n（Zn）／n（Al）=2：1的Zn—Al类水滑石（HTlc）,并用XRD对所获得的水滑石样品进行了表征,结果表明：高过饱和沉淀法合成的水滑石的谱峰比低过饱和沉淀法合成的水滑石的谱峰更尖锐,说明高过饱和沉淀法的结晶效果优于低过饱和沉淀法．基于此,利用高过饱和沉淀法合成了一系列的Zn-Al-HTlc,并通过XRD,IR和TG进行了表征,研究了样品中的n（Al）／n（zn＋Al）,即x对Zn-Al-HTlc化学组成、晶体结构的影响．当0．25≤x≤0．51时可得到单一的Zn-Al-Cl-HTlc相;x≤0．25时有ZnO杂质相出现;x值对晶胞参数a和c的影响不大．     

水滑石类化合物重构性能的研究

阐述了类水滑石的结构特点和记忆效应,对类水滑石重构性能的影响条件进行了比较详细的分析,并对其重构性能的应用前景进行了展望。     

水滑石/铁氧化物复合材料的制备及光催化除藻性能研究

由于水体富营养化导致的蓝藻问题日益严重.用共沉淀法制备了4种水滑石铁氧化物,并将其用来杀藻.用XRD、FT-IR、SEM等表征分析其晶体结构、基团化学环境及其形貌,探讨其合成机理.比较了4种水滑石/铁氧化物杀藻能力,探究磁铁矿对H2O2的分解能力,并比较光暗条件下的杀藻情况.实验结果表明:在外加光和H2O2条件下,水滑石铁氧化物与之形成异相Fenton体系,对铜绿微囊藻的去除率高达90%以上.     

MgCoAl类水滑石的合成、表征及催化性能研究

采用共沉淀法合成了不同摩尔比的MgCoAl类水滑石,应用XRD、IR 手段进行表征,考察了它们在苯甲醛氧化成苯甲酸反应中的催化活性.研究表明,MgCoAl类水滑石具有很高的催化活性,在温度60℃时,当V(苯甲醛)∶V(乙酸)＝3∶9,催化剂n(Mg2+)∶n(Co2+)∶n(Al3+)=0.4∶1.6∶1.0的用量为0.1 g时,反应60 min,苯甲醛的转化率近100%,苯甲酸的选择性为100%.     

类水滑石氧化物在乙酸丁醇酯化反应中的应用

以共沉淀法制备了ZnAl-，ZnAlLa-类水滑石，以此为前驱体经一定温度焙烧后得到复合金属氧化物催化剂，研究了催化剂在乙酸丁醇酯化反应中的应用，详细考察了催化剂组成及反应条件对催化活性的影响。利用XRD，TG—DTA对合成物焙烧前后的结构及热行为进行分析，关联结构与性质。实验结果表明，稀土金属离子La^3 的引入，可以大大改善催化剂表面性质。提高反应活性。当n(Zn)：n(Al)：n(La)在15：14：1～15：8：7范围内，催化剂在实验条件下均具有较好的催化活性，乙酸转化率最高可达78．9％．     

类水滑石CuMgAl的制备、表征及其催化性能的研究

针对共沉淀法制备类水滑石难于操作、易混入碱金属离子等缺点,采用水热和尿素水解法制备了三元类水滑石CuMgAl（Cu＋Mg/Al=3,Cu/Mg=5.0,3.0,1.0,0.33）,并将合成的类水滑石用于苯羟基化反应;采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）等手段对类水滑石进行表征,以CuMgAl31作为催化剂,考察了反应时间、反应温度、溶剂及用量、催化剂用量、n（benzene）/n（H2O2）对苯羟化反应的影响.结果表明：与CuMgAl11、CuMgAl21、CuMgAl13催化剂相比,CuMgAl31具有较高的反应活性,反应的最佳条件为：反应时间6h、反应温度65℃、15mL吡啶作为溶剂、10mg催化剂、n（benzene）/n（H2O2）=3.0时,苯的转化率为5.5%,苯酚的选择性几乎为100%.     

类水滑石衍生镁铁混合氧化物的催化性能

采用共沉淀法合成镁铁类水滑石，以其为前体，制备了镁铁混合氧化物，并对样品进行Ｘ射线衍射分析，差热分析及比表面积测定，研究其对逆水煤气变换反应的催化性能，结果表明：催化剂前体具有类水滑石的层状结构，衍生得到的Ｍｇ／Ｆｅ（ｍｏｌ／ｍｏｌ）为１的混合氧化物在温度为６５０℃，ＣＬ２／Ｈ２（ｍｏｌ／ｍｏｌ）为４／１，Ｈ２空速为２８５０ｈ＾－１时催化性能最好，Ｈ２的转化率为７１．５％，ＣＯ的选择性近乎１００％     

ZnFe~Ⅲ类水滑石制备过程研究

以ZnSO4、FeSO4为原料,采用共沉淀和氧化的两步法合成了ZnFeⅢ二元类水滑石化合物,详细探讨了原料配比、pH及氧化处理条件等因素对合成产物物相的影响,借助XRD,FTIR,N2吸附等手段对合成物物化性能进行表征。研究结果表明:以Zn(NO3)2、Fe(NO3)3为原料,改变合成条件只能得到碱式碳酸锌或碱式硝酸锌;而以FeSO4、FeSO4为原料,采用共沉淀和氧化的两步法可得到晶相单一、结晶度良好的ZnFeⅢHTLcs。两步法制备ZnFeⅢ类水滑石的最适宜的条件为:n(Zn2+)/n(Fe2+)=2.0～3.0,pH=6.0～7.0,氧化温度为25℃,该条件下合成的ZnFeⅢHTLcs有较高的热稳定性,热分解温度为600℃;有较窄的粒径分布,中值粒径为1.24μm,平均粒径为1.28μm;吸附等温线类型为Ⅱ型,比表面积为23.08m2/g。     

类水滑石化合物制备方法研究综述

类水滑石化合物（HTlc）是一类阴离子层状化合物,具有碱性和酸性的特征、层间阴离子的可交换性、微孔结构和记忆效应．本文简单介绍了HTlc材料的制备方法,并比较了各种制备方法的优缺点．其中,共沉淀法是目前最普遍使用的制备方法．     

金属元素对类水滑石物质阴离子交换性能的影响

采用非稳态混合共沉淀法合成了金属元素组成分别为Mg—Fe，Mg—Fe—Al，Mg—Al，Cu—Mg—Al和Zn-Mg—Al的5个类水滑石(HTlc)样品，二价金属和三价金属的原料摩尔配比均为2：1，分析测定了样品的化学组成、晶型和SO4^2-对层间阴离子(Cl^-和OH^-)的交换量，考察了第三种金属元素种类对阴离子交换容量的影响．结果表明，在二元HTlc样品中加入第三种金属元素后，HTlc中Cl^-的含量明显增加，而OH^-的含量明显减小．Cl^-比OH^-容易被交换．第三种金属元素的加入可明显提高Cl^-交换容量，而OH^-交换容量的数值则基本降低；使Cl^-和OH^-交换率有增加的趋势．所研究样品的总阴离子交换容量主要由Cl^-交换容量决定，第三种金属元素可增加HTlc的总阴离子交换容量．     

类水滑石晶粒尺寸控制方法的研究

将超声波应用到NiAl类水滑石化合物的制备中，探讨了超声作用机理，研究了超声辐射对颗粒的形成和晶粒尺寸的影响。研究表明，超声能量能加速类水滑石的成核，超声场下加入分散剂能有效地控制晶核的长大和团聚；成核过程中过饱和度对类水滑石晶粒尺寸有较大的影响，增大晶化过程过饱和度有利于制备小粒径的类水滑石。     

类水滑石负载铜基催化剂的CO还原NO催化性能的研究

采用共沉淀法制备Cu3Ce0.2Al0.8-O-HT型类水滑石,再负载不同比例的Cu O,得到一系列Cu O/Cu3Ce0.2Al0.8-O-HT催化剂。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱分析(LRS)、N2吸附脱附分析(BET)、程序升温还原(H2-TPR)、原位红外漫反射(in situ DRIFTS)对样品表征,并且通过CO还原NO研究不同Cu O负载量的催化剂的催化性能。结果表明:8%Cu O/Cu3Ce0.2Al0.8-O-HT中的活性组分Cu O有较好的分散性,催化剂的还原能力最强,催化活性最好。NO转化率在200℃下就能达到100%,同时也具有较高的选择性,230℃下N2选择性达到100%。当负载量为5%时,负载的Cu O占据了载体表面一些活性位点,使得催化活性和选择性均比未负载的效果更差。当负载量8%的时候,随着负载的Cu O量的增加,Cu3Ce0.2Al0.8-O的前驱体表面的活性位点被Cu O慢慢地覆盖,比表面积减小,使得催化活性下降,还原能力降低,最终达到负载阀值时,尽管Cu O的负载量仍然在增加,但是催化剂的活性和选择性均保持不变。     

木质素磺酸盐插层Mn-Al类水滑石的制备及其催化性能研究

利用水热法制备了木质素磺酸盐插层Mn-Al类水滑石,并将其用于过一硫酸氢盐的活化以降解抗生素.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱和紫外-可见吸收光谱对插层前后的Mn-Al类水滑石的晶体结构、形貌进行表征与分析.同时,研究了磺酸根插层Mn-Al类水滑石对类水滑石催化性能的影响.     

微量吸附量热法研究Zn-Al水滑石及其衍生复合氧化物的酸碱性质

由共沉淀法合成了Ｚｎ／Ａｌ摩尔比为１、２、３和６的Ｚｎ－Ａｌ水滑石．热重－差热结果显示其分解经两个过程,分别对应１８０和２２０℃的吸热峰．经４００℃焙烧,生成Ｚｎ－Ａｌ复合氧化物,ＸＲＤ测定仅显示ＺｎＯ物相（除Ｚｎ／Ａｌ比为６的样品）,表明组成成分均一．微量吸附量热结果表明Ｚｎ－Ａｌ复合氧化物的表面酸碱性介于γ－Ａｌ２Ｏ３和ＺｎＯ之间,碱性（酸性）随着Ｚｎ（Ａｌ）含量的增加而增强．     

微量吸附量热法研究Zn-Al水滑石及其衍生复合氧化物的酸碱性质

由共沉淀法合成了Ｚｎ／Ａｌ摩经为１,２,３,和６的Ｚｎ－Ａｌ水滑石。热重－差热结果显示其分解两个过程,分别对应１８０和２２０℃的吸热峰,经４００℃焙烧,生成Ｚｎ－Ａｌ复合氧化物,ＸＲＤ测定仅显示ＺｎＯ物相,表明组成成分均一。微量吸附量热结果表明Ｚｎ－Ａｌ复合经物的表面酸碱性介于γ－Ａｌ２Ｏ３和ＺｎＯ之间,碱性随着Ｚｎ含量的增加而增强。     

元素组成对类水滑石晶体结构的影响研究

合成了一系列类水滑石，通过X射线衍射、电子显微镜、元素分析、粒度分布等技术手段研究了元素组成及原料配比对类水滑石晶体结构的影响．     

共沉淀法合成Mg-Al-类水滑石影响因素研究

混合共沉淀法制备类水滑石(HTlc)纳米粒子时,其粒径及粒径分布会受到多种因素的影响。本文采用正交设计法研究了Mg-Al-HTlc纳米粒子的合成,比较了胶溶时间、胶溶温度、碱用量及老化时间对晶胞参数、粒径及粒度分布的影响及作用。各因素对平均粒径影响顺序为:胶溶温度>老化时间>胶溶时间>碱用量。各因素对粒度分布影响顺序为:碱用量>胶溶温度>老化时间>胶溶时间。单分散HTlc纳米粒子最佳制备条件为:胶溶时间48 h,胶溶温度100℃,碱用量nNH3.H2O/(2n(Mg2+)+3n(Al3+))=1,老化时间45 min。     

镁铝型类水滑石正电胶抑制性研究

研究了Mg-A1类水滑石(HTlc)正电胶合成原料配比、电性及粒度对抑制黏土吸水膨胀能力的影响．实验结果表证明，合成原料的Mg／A1摩尔比为3：1时抑制黏土吸水膨胀的效果最好；正电胶颗粒的ξ电位越大，平均粒度越小，抑制能力越强．