聚合物前驱体法合成La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ纳米粉体

采用聚合物前驱体法,以硝酸盐为原料,乙二醇为溶剂,甘氨酸为螯合剂制备La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ前驱体溶胶及其纳米粉体,考察甘氨酸用量、溶胶蒸发温度及时间对溶胶稳定性的影响。结果表明:当甘氨酸和总金属离子物质的量之比为1∶1时,65℃蒸发48 h可得到均匀、稳定的前驱体溶胶;所得凝胶在700℃下烧结5 h可得到平均粒径为54.4 nm的纯钙钛矿型粉体。     

浓度梯度分布的镍和氮共掺杂TiO2光催化剂的制备和表征

以TiCl4为钛前驱体, 氨水和氯化镍为掺杂离子给体, 采用沉淀和层层浸渍相结合的方法制备了氮、镍共掺杂TiO2光催化剂. 采用X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)等现代表征方法对催化剂的晶体结构、微结构、掺杂基团和光谱性质进行了表征. XRD和氮吸附-脱附分析结果表明, 氮、镍共掺杂TiO2为单一锐钛矿相, 具有介孔结构. XPS谱证实掺杂的氮和镍分别以NOx和Ni2O3及NiO的形式存在, 且镍在共掺杂表面的浓度高于体相中的浓度, 在扩散方向上存在浓度梯度分布. 4-氯酚的降解实验结果表明, 浓度梯度分布镍和氮共掺杂TiO2的紫外光-可见光催化活性均高于均相共掺杂TiO2、单掺杂和未掺杂TiO2的催化活性. 其原因是掺杂的氮以NOx形式存在, 使催化剂的感光范围拓展至可见光区; 而掺杂的镍维持了半导体体系的电荷平衡, 有效抑制了Ti3+的产生. 同时掺杂的镍在催化剂中存在浓度梯度分布, 减少了光生电子和空穴的复合几率, 提高了催化剂的光催化活性.     

浸没式双管式陶瓷膜反应器用于TS-1催化苯酚羟基化的稳定性

在浸没式双管式陶瓷膜反应器中考察TS-1分子筛上H2O2氧化苯酚羟基化制苯二酚连续反应的稳定性。研究发现,30 h连续反应过程中,苯二酚选择性保持不变,苯酚转化率逐渐下降。采用场发射扫描电子显微镜结合元素组分分析的测试方法分析使用后的陶瓷膜上的污染物,发现陶瓷膜上吸附少量TS-1催化剂,说明催化剂吸附是造成转化率下降的原因之一。采用X线衍射、紫外可见反射光谱、傅里叶变换红外光谱、N2吸附-脱附以及热分析等测试方法分析反应前后的TS-1催化剂性质,结果表明:经过30 h的连续反应,TS-1分子筛的结晶度、MFI骨架结构和骨架中的钛含量没有显著变化,而其比表面积和孔体积显著降低,说明连续运行过程中产生的有机副产物沉积堵塞分子筛孔道造成TS-1催化剂失活,是导致反应转化率下降的主要原因。     

4烯丙氧基6乙酰基2乙酯基吡啶和4烯丙氧基2,6二乙酰基吡啶的合成

乙酰基吡啶是一种重要的希夫碱前驱体。以白屈氨酸为原料，经酯化反应，合成了4-羟基-2，6-二乙酯基吡啶，再与3-溴丙烯反应，得到4-烯丙氧基-2，6-二乙酯基吡啶。此产物与乙酸乙酯在乙醇纳催化下Claisen酯缩合反应，当控制乙醇钠与4-烯丙氧基-2，6-二乙酯基吡啶的摩尔比为0．9：1时，得4-烯丙氧基-6-乙酰基-2-乙酯基吡啶，而摩尔比为5：1时，得4-烯丙氧基-2，6-二乙酰基吡啶。其中4-烯丙氧基-6-乙酰基-2-乙酯基吡啶为首次报道合成。产物通过核磁共振和红外分析确认结构。     

管式致密透氧膜用于甲烷部分氧化制合成气的研究

采用钙钛矿型管式致密透氧膜反应器,在Ni/Al2O3催化剂上进行了甲烷部分氧化制合成气的实验研究,考察了进料气中甲烷的摩尔分数和反应温度对反应结果的影响,并对膜在反应条件下的稳定性作了分析.     

混合导体致密膜反应器中高温密封材料的制备及表征

开发了一种适合膜反应器高温密封的陶瓷密封剂,其主要由基料SiO2、填料、固化剂及陶瓷粉组成.通过正交试验法优化了陶瓷密封荆各组分的配比,借助于热膨胀仪及扫描差示量热仪分析了密封剂的热膨胀系数和软化温度.在混合导体透氧膜反应器中考察了密封剂在还原性气氛下的密封性能.结果表明,所制备的陶瓷密封剂用于氧渗透及CH4部分氧化(POM)反应的高温密封时,具有良好的密封效果,膜反应器稳定运行320 h后不泄漏.     

聚合物溶液黏度对PDMS/PVDF复合膜微结构及渗透汽化性能的影响

采用不同黏度的聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液制备平板聚二甲基硅氧烷/聚偏二氟乙烯(PDMS/PVDF)复合膜,并比较膜对乙醇/水混合物的渗透汽化性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、接触角分析仪等表征手段研究聚合物溶液黏度对膜微结构的影响。结果表明:聚合物溶液黏度为90 mPa·s时制备的复合膜分离性能最佳,当进料温度为313 K时,膜对5%乙醇水溶液的通量可达761 g/(m2·h),分离因子为9.1。     

聚二甲基硅氧烷-陶瓷复合膜的正己烷-N_2分离性能

挥发性有机物(VOCs)是大气污染物之一,其排放不仅造成资源浪费,还危害环境与人体健康,如何有效回收处理VOCs是当下亟需妥善解决的问题。本文采用膜分离技术,考察聚二甲基硅氧烷(PDMS)-陶瓷复合膜在不同温度、不同浓度、不同进料流量、不同渗透侧压力的条件下对典型医药行业VOCs废气(正己烷-N_2体系)的分离效果。结果表明:PDMS-陶瓷复合膜可有效分离回收摩尔分数为3%正己烷-N_2体系,在进料流速为1.2 m~3/h、进料温度为30℃、真空度为2.5 kPa时,正己烷通量约为12 mol/(h·m~2), N_2通量约为26.5 mol/(h·m~2),选择性约为17。实验进一步研究了复合膜在65 d使用周期内的分离稳定性,结果显示复合膜在正己烷-N_2体系中,通量和选择性没有较大的波动,分离性能稳定,说明PDMS-陶瓷复合膜在VOCs回收利用方面具有较好的工业前景。     

甲酰胺对介孔N-TiO2微结构及光催化性能的影响

以钛酸四丁酯为前躯体,甲酰胺为氮源,采用溶胶凝胶法制备了具有可见光活性氮掺杂二氧化钛(N-TiO2)光催化剂.通过XPS、XRD、低温N2吸附.脱附和UV-Vis等表征,考察甲酰胺加入量对样品微结构和可见光活性的影响.当甲酰胺与钛酸四丁酯的物质的量的比为2、4、8、13时,制备的样品晶粒粒径在8～12 nm范围内,孔径在9～16咖范围内,孔隙率在54%～63%之间.甲酰胺与钛酸四丁酯的物质的量的比为13时,所制备样品具有较强的可见光吸收性能,其最大吸收边扩展到570 nm左右,禁带宽度减小至2.18 eV,比纯二氧化钛禁带宽度3.20 eV降低了1.02 eV.结果表明:随着甲酰胺加入量的增加,样品的晶粒粒径、孔径、孔隙率明显变大,禁带宽度减小.对甲基橙的室内自然光降解实验证明.氮掺杂二氧化钛具有良好的光催化活性,当甲酰胺与钛酸四丁酯的物质的量的比为13时,催化剂对甲基橙的降解率最高,为98.3%.     

Ni掺杂对Ba0.5Sr0.5FeO3-δ混合导体透氧材料结构及性能的影响

采用乙二胺四乙酸(EDTA)-柠檬酸配位法制备具有钙钛矿结构的Ba0.5Sr0.5Fe1-xNixO3-δ(x=0、0.03、0.05、0.07和0.1)混合导体氧化物,考察Ni掺杂量对材料结构与性能的影响。借助于X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和氧渗透性能分析,对试样的相组成、微观形貌、热膨胀行为以及氧渗透性能进行测试与表征。结果表明:少量Ni的掺杂可以提高试样的透氧性能,当Ni的掺杂量较低(x<0.07)时,试样为单一的钙钛矿相,具有较好的氧渗透性能及稳定性。当Ni掺杂量较高(x≥0.1)时,试样中出现第二相,且氧渗透性能随第二相的出现而大幅降低。