NaOH浓度对Cu_2O结构及甲醛乙炔化性能的影响

以CuCl_2·2H_2O为铜源,NaOH为沉淀剂,L-抗坏血酸钠为还原剂,采用液相还原法制备了Cu_2O,并将其应用于甲醛乙炔化反应制1,4-丁炔二醇.借助傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和H_2程序升温还原(H2-TPR)等手段研究了NaOH浓度对Cu_2O结构、性质及催化性能的影响.结果表明,调变NaOH浓度改变了Cu2O的结晶度与粒径,从而使Cu_2O表现出不同的炔化性能.低NaOH浓度时,Cu_2O结晶度低,粒径小,易被还原为非活性的金属Cu;高浓度时,Cu_2O结晶度过高,粒径大,难以转化为活性物种炔化亚铜,两者均造成催化剂活性较低.而中等浓度的NaOH使Cu_2O具有了适宜的结晶度与粒径大小,Cu_2O可高效转化为炔化亚铜活性物种,表现出最优的炔化性能.     

制备条件对Cu2O结构及甲醛乙炔化性能的影响

以Cu（NO₃）₂·3H₂O为铜源,在液相还原过程中,调变沉淀剂NaOH、还原剂L-抗坏血酸钠的加入顺序制备了Cu₂O,借助X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱（Raman）、俄歇电子能谱（XAES）和H₂程序升温还原（H₂-TPR）等手段研究了制备条件对Cu₂O结构及催化甲醛乙炔化性能的影响.结果表明,调变NaOH及L-抗坏血酸钠的添加方式改变了Cu₂O的结晶度与粒径尺寸,从而使Cu₂O表现出不同的炔化性能.先加入NaOH,后加入抗坏血酸钠,Cu₂O结晶度高,粒径大,难以转化为活性物种炔化亚铜;先加入抗坏血酸钠,后加入NaOH,Cu₂O被过度还原为非活性的金属Cu,两者均造成催化剂活性较低.而NaOH和抗坏血酸钠混合后添加的方式制备出表面Cu₂O结晶完整而体相Cu₂O分散度高的样品,这使得Cu₂O高效转化为炔化亚铜活性物种,表现出最优的炔化性能,在适宜的反应条件下,1,4-丁炔二醇收率达到71.7%,经6次循环后,仍保持在56.5%.     

不同沉淀剂制备CuO-ZnO催化剂甲醛乙炔化反应性能

分别以NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃为沉淀剂,采用共沉淀法制备了Cu：Zn摩尔比为2：1的CuO-ZnO催化剂,利用氢气程序升温还原（H₂-TPR）、热重（TG）、X射线衍射（XRD）及拉曼光谱（Raman）等技术对催化剂进行了表征,结合甲醛乙炔化活性评价,研究了沉淀剂对催化剂结构及催化性能的影响.结果表明,不同沉淀剂对催化剂中活性组分分散度有较大影响,进而在甲醛乙炔化合成1,4-丁炔二醇反应中表现出不同的催化活性.以Na₂CO₃为沉淀剂制备的催化剂中形成CuO-ZnO固溶体,提高了CuO的分散度及Cu⁺在还原性气氛下的稳定性,经活化后可生成较多的活性物种炔化亚铜,表现出最佳的炔化反应活性与1,4-丁炔二醇选择性.     

含Bi、Mg的硅酸铜催化剂的制备及其催化性能

以硝酸铋、硅酸钠和MgO-SiO₂复合微球为原料,分别采用共沉淀法和浸渍-沉淀法制备了含Bi、Mg的硅酸铜催化剂，其结构经SEM，低温N₂吸附-脱附、XRD和XPS表征。研究了催化剂在甲醛乙炔化合成1,4-丁炔二醇反应中的催化性能。结果表明：采用共沉淀法制备的催化剂具有高比表面积、孔径和孔体积，炔化反应活性高，1,4-丁炔二醇选择性大于96%。催化剂表面的活性组分主要为无定形硅酸铜，分散度与稳定性较好，活性组分Cu和Bi不易流失。     

PP/SiO2杂化复合材料的制备与性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS),甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料,甲基丙烯酸一口一羟丙酯为活性单体,溶胶一凝胶法制备PMMA／SiO2杂化准凝胶,并以其为填充物对PP进行复合改性。采用FT-IR、XRD、SEM、PLM等对材料的结构进行分析,同时对其力学性能进行测试,研究了复合材料力学性能与组成、结构间的关系。研究发现,PMMA／SiO2杂化材料能诱导PP基体中口晶型的生成,并使PP球晶细化。PP／SiO2杂化复合材料(PSH)中siO2含量为2％(wt)时,缺口冲击强度较纯PP提高81％。     

H2O2络合凝胶法制备纳米TiO2/SiO2复合催化剂及其光催化性能

采用H2O2络合凝胶法获得钛的络合物[TiO(H2O2)]2 水溶胶,并与SiO2水溶胶包覆复合,制备了纳米TiO2/SiO2复合半导体催化剂,其结构经XRD和BET表征。以含阳离子艳红染料模拟废水降解为模型反应,考察了复合催化剂的光催化性能。实验结果表明:经650℃焙烧后的复合催化剂中TiO2粒径为9.8 nm,光催化活性最好,SiO2的最佳掺杂量为25%。     

CuO-Bi_2O_3/SiO_2催化剂的制备及其催化活性

采用等体积浸渍法制备了一系列CuO-Bi2O3/SiO2催化剂(CatT),其结构和性能经N2-BET,XRD,XPS和H2-TPR表征。以甲醛和乙炔反应合成1,4-丁炔二醇为探针反应,考察了焙烧温度(T)对CatT催化活性的影响。结果表明:于400℃焙烧的催化剂(Cat400)具有较好的催化活性,转化率69.3%,收率54.5%。催化剂的活性与其织构性能、活性组分分散度及CuO还原能力有一定的相关性。     

球形SiO2-Al2O3的制备、结构和性能

将Na2SiO3·9H2O 溶液通过强酸性阳离子树脂进行离子交换得到酸性硅溶胶,再将硅溶胶与铝溶胶及六次甲基四胺混合后采用油柱成型法制备了球形SiO2-Al2O3复合氧化物. 通过XRD、BET 及TPD等手段对样品进行测试和表征, 结果表明, 600 ℃焙烧得到的SiO2-Al2O3中SiO2以无定型形式存在, 其比表面、孔容与表面酸性随SiO2含量的增加而提高, 孔径、堆密度随SiO2含量的提高而减小, 压碎强度基本保持不变.     

Ni-P/SiO2催化剂晶化过程及其加氢活性研究

采用化学还原法制备了负载型Ｎｉ－Ｐ／ＳｉＯ２非晶态合金催化剂,应用ＩＣＰ、ＢＥＴ、氢氧滴定法、ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＸＰＳ研究了上述催化剂在高温晶化过程中的表面结构、表面形貌和表面电子态的变化。测定了Ｎｉ－Ｐ／ＳｉＯ２非晶态合金晶化前后对其液相苯甲醛加氢反应催化活性和选择性。并讨论了非晶态合金催化剂晶化过程中结构变化对催化性能的影响。     

La2O3助剂对Rh/SiO2催化CO加氢反应性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了SiO_2和La_2O_3-SiO_2载体,再通过浸渍法分别引入Rh-La和Rh组分,研究考察了La引入方式对Rh/SiO_2催化CO加氢反应性能的影响。结果表明,La的添加有利于提高Rh的分散度,促进Rh+中心数的增加,有效地抑制产物中CO2的生成,提高含氧化合物选择性。此外,La的引入方式会影响La与Rh间的相互作用强弱,Rh和La共浸渍制得的2Rh-5La_2O_3/SiO_2催化剂中Rh-La相互作用较强,削弱的Rh-CO键有利于反应过程中CO的插入反应,使得产物以C_(2+)含氧化合物为主。而La以助剂形式掺入SiO_2制得的2Rh/5La_2O_3-SiO_2催化剂具有较弱的La-Rh相互作用,其产物则以甲醇、乙醇等低碳醇为主。     

纳米Al_2O_3/SiO_2室温磷光复合材料的研究

通过溶胶-凝胶法制备出了纳米Al2O3/SiO2室温磷光材料,通过优化试验条件,确定铝硅摩尔比为0.20,煅烧温度为600℃,煅烧时间为2h条件下制备出的材料的发光性质最好,粒径为大约50 nm。该纳米Al2O3/SiO室温磷光材料的最大激发波长为406nm,最大发射波长为537nm,磷光寿命为0.53s。     

抗烧结Rh-Sm_2O_3/SiO_2催化剂的制备和表征及其甲烷部分氧化制合成气性能

以乙酰丙酮铑(Rh(acac)_3)和乙酰丙酮钐(Sm(acac)_3)为前驱体,用浸渍法制备了Rh/SiO_2和Rh-Sm_2O_3/SiO_2催化剂。采用原位红外光谱、热重分析、低温N_2吸附、X射线粉末衍射、高分辨透射电子显微镜、H_2-程序升温还原和X射线光电子能谱等实验技术对催化剂的制备过程,比表面积和物相以及Rh与Sm_2O_3间的相互作用进行了表征,并以甲烷部分氧化制合成气为目标反应对催化剂的稳定性进行了考察。研究表明:以Rh(acac)_3和Sm(acac)_3为前驱体采用简单的浸渍法即可制备出Rh平均粒径为2.3 nm且具有良好抗烧结性能的Rh-Sm_2O_3/SiO_2催化剂。在浸渍过程中乙酰丙酮化合物通过与SiO_2表面羟基形成氢键而负载于载体表面。Sm(acac)_3在SiO_2表面的单层负载量(质量分数)约为31%,对应于Sm_2O_3的质量分数约为15%,只要Sm(acac)_3的质量分数低于这一阈值,均可保证分解后生成的Sm_2O_3以高分散形式负载于SiO_2上,且不会因高温(800°C)焙烧而团聚。高分散于SiO_2表面的Sm_2O_3与Rh之间存在强的相互作用,可显著提高Rh的分散度,防止其在高温反应条件下烧结,进而使低Rh负载量的催化剂表现出良好的甲烷部分氧化制合成气反应活性和稳定性。     

Na2O或K2O对气相合成1–苯基氮杂环庚烷的CoO/SiO2-Al2O3催化剂的作用

研究了Na2O或K2O对苯胺和1,6己二醇气相合成1-苯基氮杂环庚烷的CoO/SiO2-Al2O3催化剂的作用,并采用X射线衍射、透射电子显微镜、H2-程序升温还原、NH3-程序升温脱附等技术对催化剂进行了表征.结果表明,Na2O助剂能增加催化剂的弱酸中心数,减少中强酸中心数,使催化剂的选择性得到提高.加入K2O使催化剂的弱酸中心数显著减少,并使CoO在反应过程中易于烧结,因此不利于1–苯基氮杂环庚烷的合成.     

不同晶相TiO2负载Cu2O催化甲醛乙炔化反应

分别以金红石相和锐钛矿相TiO₂为载体, 采用液相还原-沉积法制备了Cu₂O/TiO₂催化剂. 采用氮气物理吸附-脱附(N₂-physisorption)实验、 氢气程序升温还原(H₂-TPR)、 X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 CO红外光谱(CO-IR)及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等技术, 研究了不同晶相TiO₂载体对Cu₂O/TiO₂结构及其催化甲醛乙炔化反应性能的影响. 结果表明, 以金红石相TiO₂为载体的催化剂炔化活性明显高于以锐钛矿相TiO₂为载体的催化剂, 原因在于金红石相TiO₂主要暴露(110)晶面, 其与铜物种的配位环境及较高的空位密度形成了更多的Cu—O—Ti结构物种, 表现为Cu₂O与TiO₂之间强的相互作用. 这导致Cu₂O高效转变为乙炔亚铜活性物种, 并保持了较高的分散度与稳定性, 抑制了过度还原物种金属Cu的生成, 进而使催化剂表现出较高的催化性能.     

铁促进的Cu/SiO2-Al2O3催化剂上高效气相合成3-甲基吲哚

以苯胺和生物质来源的丙三醇为反应原料,在铁促进的Cu/SiO2-Al2O3催化剂上气相合成了3-甲基吲哚,采用X射线光电子能谱、氢气程序升温还原(H2-TPR)、X射线衍射、透射电子显微镜、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、氨程序升温脱附(NH3-TPD)以及热重(TG)分析等技术对催化剂进行了表征.结果表明,向Cu/SiO2-Al2O3催化剂加入铁助剂不仅能明显提高催化剂的活性和选择性,而且能大大改善催化剂的稳定性.在Cu-Fe/ SiO2-Al2O3催化剂上,反应3h,3-甲基吲哚收率能够达到48％,而且催化剂经过再生可以重复使用,即使反应43 h,其产物收率也没有明显的降低.各种表征表明,向Cu/SiO2-Al2O3加入铁助剂能增强铜和载体之间的相互作用,由此大大提高了铜粒子在载体表面的分散度,并且有效减少了反应过程中铜组分的流失;此外,铁助剂还能显著减少催化剂的中强酸中心数,增加弱酸中心数,从而提高3-甲基吲哚的选择性,并且抑制了积炭的形成.     

HZSM-5分子筛负载CuO/Bi2O3催化合成丁炔二醇研究

用浸渍法混合负载制备一种复合氧化物催化剂CuO/Bi2O3/HZSM-5,用XRD,TPR,TG/DTA等分析手段对催化剂的理化性能进行表征.催化活性实验结果表明该催化剂对甲醛乙炔反应制取丁炔二醇具有制备简单、成本低、活性好的特点.     

结构助剂SiO2、Al2O3对铁基催化剂浆态床F-T合成性能的影响

采用连续共沉淀与喷雾干燥成型技术相结合的方法制备了微球状Fe/Cu/K/SiO2和Fe/Cu/K/Al2O3催化剂,研究SiO2和Al2O3作为结构助剂对铁基催化剂吸附行为、炭化行为及F-T合成反应性能的影响。表征结果表明,与Al2O3相比较,SiO2抑制了H2的吸附,但促进了CO的吸附,有利于催化剂的炭化。催化剂在260℃、1.5MPa、H2/CO=0.67和2000h-1下的浆态床F-T合成反应评价表明,Fe/Cu/K/SiO2催化剂具有较高的F-T合成活性、高的水煤气变换反应（WGS）活性,且其烃产物选择性明显向高炭数方向偏移,而Fe/Cu/K/Al2O3催化剂则表现出较低的F-T合成活性、低的水煤气变换反应（WGS）活性和高的轻质烃选择性。但Fe/Cu/K/Al2O3催化剂比Fe/Cu/K/SiO2催化剂具有更好的运行稳定性。     

CoAl2O4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学性能

通过共沉淀法制得类球形锂离子电池正极材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂,并用非水相共沉法对其进行CoAl₂O₄包覆得到LNCMO(x). 采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微术（SEM）和透射电子显微术（TEM）测试材料的结构和观察材料形貌. 结果表明,CoAl₂O₄在材料表面形成8 nm均匀包覆层,未改变主体材料的结构. 电化学性能测试表明,1%（by mass）CoAl₂O₄包覆量的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料（LNCMO(1)）高充电电压（3.0 ~ 4.6 V,150 mA·g^-1）100周期循环放电容量保持率为93.7%（无包覆LNCMO(0)保持率为74.4%）;55 °C高温100周期循环容量保持率为77%（无包覆LNCMO(0)保持率17%）. XRD和电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）测试表明,CoAl₂O₄包覆的LNCMO(x)材料可有效地减缓材料中Mn离子在电解液的溶解,提高材料结构稳定性和热稳定性.     

基于磁性金属有机骨架材料的多功能催化剂Fe_3O_4@IRMOF-3/Pd的制备及催化性能

采用逐层自组装方法制备了磁性Fe_3O_4@IRMOF-3复合材料,通过浸渍法将Pd纳米粒子负载到Fe3O4@IRMOF-3上,得到多功能催化剂Fe3O4@IRMOF-3/Pd.用粉末X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及原子吸收(AAS)等方法对材料的组成和结构进行了表征,并考察了催化剂在Knoevenagel缩合反应、Suzuki偶联反应和烯烃催化加氢反应中的催化性能.结果表明,磁性Fe3O4@IRMOF-3/Pd催化剂在Knoevenagel缩合反应和Suzuki偶联反应中均表现出较好的催化活性和一定的循环稳定性.在烯烃的催化加氢反应中,催化剂可以高效催化多种烯烃的加氢反应,并表现出对底物的尺寸选择性.在苯乙烯的催化加氢反应中,催化剂循环使用9次,转化率依然大于99%,并且催化剂结构没有明显变化.     

Tb掺杂SiO2-B2O3-NaF玻璃的制备及发光性质

使用正硅酸乙酯、硼酸和氟化钠为前驱体,0.10 mol•L-1TbCl3溶液为掺杂剂,通过溶胶-凝胶方法制备了Tb3＋掺杂的SiO2-B2O3-NaF玻璃,研究了Tb3＋在SiO2-B2O3-NaF体系中的发光性质,结果显示发光体能产生强的绿色发光(544 nm),归属于Tb3＋的5D4—7F5电子跃迁.Tb3＋含量不同时,除发光强度不同外,其发射光谱基本相同,并且在低掺杂Tb3＋样品和低退火温度样品中检测到了来自5D3跃迁产生的峰,其跃迁随Tb3＋掺杂浓度的增加和退火温度的升高而发生猝灭,这种现象归因于5D3－5D47F6—7F0和/或5D3—7F07F6—5D4跃迁中发生了交叉弛豫现象.Tb3＋在SiO2-B2O3-NaF玻璃中的激发光谱由一个宽峰和一系列窄峰组成,宽峰最大波长位于230 nm,对应于Tb3＋的4f 8—4f 75d 1跃迁,一系列窄峰位于300～380 nm处,归属于4f 8跃迁,所有发光材料的XRD和TEM测试显示材料是非晶态的.