硅钨酸负载介孔分子筛SBA-15的制备及催化性能研究

[目的]探讨负载型介孔分子筛SiW12/SBA-15的制备及催化性能。[方法]采用水热合成法,以P123为模板剂制备介孔材料SBA-15,由硅钨酸浸渍进一步合成介孔催化剂SiW12/SBA-15。通过IR、TG、SEM和TEM进行表征,并且将负载型介孔分子筛SiW12/SBA-15用于催化α-蒎烯的环氧化反应。研究硅钨酸负载量、催化剂加入量、过氧乙酸与原料摩尔比及SBA-15的焙烧温度对环氧化产物得率的影响。[结果]将硅钨酸负载到SBA-15上并未破坏介孔分子筛的结构,硅钨酸仍保持着Keggin的基本结构。在550℃下焙烧SBA-15,负载量为30%,催化剂用量为2%,CH3COOOH与α-蒎烯的摩尔比为1.2∶1时,α-蒎烯的转化率为99.4%,产物2,3-环氧蒎烷的得率为90.45%。[结论]通过负载法能够制备负载型介孔分子筛SiW12/SBA-15。该催化剂对α-蒎烯的环氧化反应有良好的催化效果。     

杂多酸负载介孔分子筛催化α-蒎烯的环氧化反应

以浸渍法将自制的PW（磷钨酸）负载在介孔分子筛上,探讨负载量、催化剂煅烧温度等对催化剂性能的影响,用傅立叶红外光谱对催化剂的结构进行表征,并将该催化剂用于α-蒎烯与低浓度过氧乙酸的环氧化反应。结果表明：α-蒎烯与过氧乙酸的物质的量比为3∶1,相转移催化剂四丁基溴化铵的浓度为0.06 mol/L,PW/MCM-41催化剂的用量为3%（占原料）,在三氯甲烷中反应2.0 h,且维持在15℃以下,α-蒎烯的转化率达75.20%2,、3-环氧蒎烷的选择性为63.79%。     

纳米二氧化钛负载不同金属化合物催化合成龙脑的研究

[目的]研究新催化剂催化α-蒎烯酯化-皂化合成龙脑,提高传统催化剂合成龙脑的产率和质量。[方法]采用TiO2对硅钨酸、氧化镧、硫酸铜进行负载作为催化剂,在不同条件下用于传统方法催化合成龙脑,考查催化剂催化最优反应条件。用FT-IR和SEM对催化剂表面和结构进行表征,对硅钨酸/TiO2和硫酸铜/TiO2作为催化剂在最优条件下催化得到产品的组成进行GC检测分析。[结果]25%负载量的硅钨酸/TiO2、15%负载量的氧化镧/TiO2、30%负载量的硫酸铜/TiO2在反应时间分别为6、5、6h,反应温度为80℃时效果最好,α-蒎烯转化率分别达到86.32%、37.45%、87.14%,龙脑产品产率分别达到38.36%、14.83%、44.31%。以硅钨酸/TiO2为催化剂在最优条件下合成龙脑产品中正龙脑相对含量为50%,正龙脑含量/异龙脑含量为1.41。以硫酸铜/TiO2为催化剂在最优条件下合成龙脑产品中正龙脑相对含量为53.85%,正龙脑含量/异龙脑含量为2.38。[结论]硫酸铜/TiO2催化剂相比传统催化剂对龙脑产率和质量有更好的效果。     

SBA-15负载MgO催化大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油的研究

以介孔分子筛SBA-15为载体,采用原位法合成了 MgO负载的SBA-15碱性催化剂.以大豆油为原料,加入甲醇,在醇油质量比为9∶1,催化剂用量为油质量的3%,反应温度 65 ℃,反应时间 3 h的条件下,检测了所制备的催化剂在催化酯交换反应中的活性.研究结果表明,原位法合成的30%负载量的MgO-SBA-15具有较高的催化活性,其生物柴油产率达78%.     

活性炭负载Fe~(3+),Cu~(2+)微波诱导氧化甲基橙

以活性炭为载体,采用浸渍-焙烧法制备了负载Fe3 ,Cu2 活性炭催化剂,并将其应用于微波诱导催化氧化处理甲基橙废水,优化了处理工艺条件.在相同去除条件下,3种改性前后活性炭催化剂对微波诱导氧化甲基橙的去除效率从大到小依次为负载Fe3 活性炭,负载Cu2 活性炭,未改性活性炭;微波催化氧化去除甲基橙最佳条件为:微波辐射功率480 W,辐射时间6 min,催化剂质量浓度40 g/L,pH为3;在该条件下,以负载Fe3 活性炭为催化剂,甲基橙的去除率可达80%以上;改性活性炭催化剂通过表面吸附-微波诱导氧化协同作用极大地提高了对甲基橙的去除效率.     

活性炭负载Fe,Ni催化氨分解的研究

以Fe,Ni为主活性组分,K,Mo,Co等为助催化成分,采用多步浸渍、直接高温分解、再分步还原的办法,使其负载于国产活性炭载体上,研究了Ni,Fe两类催化剂对氨的催化分解性能.结果表明,活性炭负载的Fe催化剂比负载的Ni催化剂的活性高.Fe-Mo/C的催化活性最好,在650℃时就能使氨气基本分解完全.助催化成分对Fe催化剂活性促进作用大小顺序是Mo>K>Co,而K,Mo对Ni催化剂活性的促进作用很小.XRD研究表明,Fe-Mo/C催化剂的主要晶相为FeMo,Fe2(MoO4)3,Fe2O3及少量的Fe3O4和石墨化C;催化反应后,出现了-αFe和较多的石墨C晶相,Fe2(MoO4)3及Fe2O3,Fe3O4衍射峰基本消失,表明铁化合物已被还原,且活性炭进一步石墨化了.FeMo化合物的形成是Fe-Mo/C活性高的一个重要因素.     

氧化铜/活性炭催化还原碱木质素的研究

为了提高木质素的反应活性,采用等体积浸渍法制备了氧化铜,活性炭(CuO/C)催化剂,考察了活性炭负载氧化铜催化剂对麦秆碱木质素还原反应的催化作用.通过单因素实验分析,确定了氧化铜/活性炭(CuO/C)催化剂催化还原碱木质素的最佳反应条件为:反应时间2h、反应pH值10、环己烯用量10mL和氧化铜,活性炭(CuO/C)催化剂浓度8%.用化学法对反应前后碱木质素官能团进行了定量测定,结果表明,活性炭负载氧化铜催化剂对碱木质素还原反应具有很好的催化活性,在最佳反应条件下活化粗制碱木质素,总羟基含量由6.19%增加至13.86%;羰基含量由2.19%降低至0.52%.     

TiO2/C制备及光催化降解性能

以钛酸四丁酯为钛源负载活性炭制备了TiO2/C复合催化剂,从催化剂的用量、循环使用次数以及与P25比较等几个方面分别考察了该复合催化剂的催化降解甲基橙的活性.实验结果表明,TiO2/C复合催化剂提高了催化活性.     

铜交换磷钨酸高效催化合成异戊酸异戊酯

以铜交换磷钨酸为催化剂,以异戊酸和异戊醇为原料,考察醇酸物质的量比、反应时间、催化剂用量和带水剂用量等因素对高效催化合成异戊酸异戊酯的影响,并通过响应面分析法优化酯化反应工艺.研究表明,铜取代的磷钨酸催化剂显示出较好的催化活性;在醇酸物质的量比为1.15∶1、催化剂用量为异戊酸质量的6.5%、带水剂用量为8 mL、反应时间为2.5 h的条件下,异戊酸异戊酯产率最高为98.1%,与模型预测值(98.8%)基本相符.优化条件下磷钨酸铜催化酯化反应的表观活化能E_a=51.71 kJ/mol.     

氨水水热法改性活性炭纤维对催化臭氧化降解草酸的实验研究

采用氨水水热法制备了一系列改性的活性炭纤维催化剂，该催化剂的活性通过非均相催化臭氧化降解水溶液中的草酸来进行评价。研究表明，用氨水水热改性活性炭纤维(以下简称“ACF”)能有效去除活性炭纤维表面的酸性含氧基团，同时引入含氮碱性基团，增加催化剂表面的碱性基团数量和零电位pH值(以下简称“pH_PZC值”),同时减少催化剂表面的酸性基团数量，显著增强其催化臭氧化降解草酸的能力。当催化臭氧化时间为60 min时，氨水中120℃水热处理12 h后的活性炭纤维催化臭氧化降解草酸的去除率为97%,表现出最佳的催化臭氧化降解草酸的能力。     

不同催化剂在甲烷燃烧反应中的活性评价

为探究不同催化剂对甲烷燃烧效率的影响,本文分别利用负载型贵金属催化剂、钙钛矿型催化剂和六铝酸盐催化剂,在不同条件下催化甲烷燃烧反应,并进行催化活性评价。结果表明:负载型贵金属催化剂其La/Ce前驱体高于氯化物前驱体的催化燃烧性能;钙钛矿催化剂中Sr的燃烧活性最高;Mn代六铝酸盐催化剂活性高于Co代活性。     

TiO_2负载钡铁氧体光催化剂降解亚甲基蓝光催化性能研究

[目的]为TiO2光催化剂的工业应用提供依据。[方法]以亚甲基蓝染料为模型染料,研究了TiO2/钡铁氧体磁性催化剂在紫外光照射下的光催化活性。[结果]随着钡铁氧体负载量的增加,TiO2/钡铁氧体磁性催化剂的催化效率也有提高。负载量为20%时,催化降解效率达到最大。随着亚甲基蓝初始浓度的增加,催化剂的催化降解效率也有提高,但当溶液浓度大于10mg/L时,效率大大降低。光催化剂的催化活性随使用次数的增加而降低。第5次使用时,5h后的降解率仍保持在90%左右。[结论]负载量为20%的TiO2复合钡铁氧体型光催化剂、使用量为1.5g/L时,催化降解亚甲基蓝的效率可以达到97.8%。     

季铵盐阳离子表面活性剂改性活性炭对农药毒死蜱的吸附

活性碳具有多孔结构,对农药具有强烈的吸附作用.利用十六烷基三甲基溴化胺(HTAB)、溴代十六烷基吡啶(HPB)、四丁基溴化胺(TBAB)三种季铵盐阳离子表面活性剂对活性炭进行表面改性.利用比表面积测定、元素分析以及X射线荧光光谱等对吸附剂进行了表征,研究了改性活性炭对农药毒死蜱的吸附性能.结果表明,毒死蜱在活性炭上的吸附行为符合Freundlich方程.改性后的活性炭对水中毒死蜱的吸附量显著提高,与改性前相比,三种改性活性炭对有机物的吸附量分别提高了1.0、1.1、2.5倍,三种改性活性炭对毒死蜱吸附能力大小顺序为C-TBAB＞C-HTAB＞C-HPB,并且酸性条件有利于吸附的进行.     

Zn-Na_2CO_3复合改性HZSM-5在线催化生物质热解制备芳烃

为进一步提高芳烃的产率,减少催化剂的失活,采用Zn和Na_2CO_3对HZSM-5催化剂复合改性,探讨了Zn的负载量对生物质催化热解气相重整制备芳烃的产率、选择性以及抗结焦性能的影响,同时采用XRD、BET、NH3-TPD以及SEM对反应前后催化剂进行表征。结果表明:ZnNa_2CO_3复合改性没有改变HZSM-5晶体骨架结构,Zn均匀的负载在催化剂的表面,比表面积随着Zn的负载量的增加而减少,孔径随着Zn的负载量的增加而加大;改性Zn-Na_2CO_3/HZSM-5催化剂具有较强的催化活性以及脱氧效果,有效的提高芳烃的产率,抑制了稠环芳烃以及焦炭的生成,使BTXE的选择性增加;当Zn的负载量为5%时,单环芳烃含量最高为88.05%,BEXT增加12.92%,而焦炭含量最低为23.69%。Zn的添加有效的提高了催化剂抗积碳能力,促进了氢转移反应的形成,使其芳构化能力提升。     

Synthesis of a trimethy quaternary ammonium salt of wheat-alkali-lignin under microwave irradiation.

为研究微波辐照下碱木质素的反应活性,以造纸黑液中提取的麦草碱木质素为原料,在微波辐照下合成麦草碱木质素三甲基季铵盐,并研究了反应温度、反应时间及催化剂等因素对合成的影响。初步确定合成条件为：温度75℃,反应时间25min,不加催化剂（微波可替代催化剂）。并用酸性黑ATT染料溶液对麦草碱木质素三甲基季铵盐的絮凝性能进行了研究。结果表明：当麦草碱木质素三甲基季铵盐投加量为600mg／L、pH值在1-2．5之间时,苴对0．15g/L酚件里ATT的脯俪蜜招讨90％．     

Cu-Zn/ZSM-5催化剂催化湿式氧化H-酸

以萘系染料中间体中具有代表性的H-酸(1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸,分子式为C10H9O7S2N)的水溶液为研究对象,分别采用以等体积浸渍法制备的不同负载量的Cu-Zn/ZSM-5催化剂、以共沉淀法制得的Cu-Zn-Al催化剂对H-酸水溶液进行湿空气催化氧化降解。研究结果表明:对于处理H-酸水溶液,Cu-Zn/ZSM-5系列催化剂的COD去除率更高,这主要是由于催化活性中心在分子筛上获得了更优的分散性;最佳的CuO负载量为3.41%,ZnO负载量为1.16%,此时H-酸COD去除率为88.18%。     

微波辐照下麦草碱木质素三甲基季铵盐的合成

为研究微波辐照下碱木质素的反应活性,以造纸黑液中提取的麦草碱木质素为原料,在微波辐照下合成麦草碱木质素三甲基季铵盐,并研究了反应温度、反应时间及催化剂等因素对合成的影响。初步确定合成条件为:温度75 ℃,反应时间25 min,不加催化剂（微波可替代催化剂）。并用酸性黑ATT染料溶液对麦草碱木质素三甲基季铵盐的絮凝性能进行了研究。结果表明:当麦草碱木质素三甲基季铵盐投加量为600 mg/L、pH值在1～2,5之间时,其对0,15 g/L酸性黑ATT的脱色率超过90%。      

催化湿式二氧化氯氧化法处理高浓度有机农药废水的研究

通过浸渍法制备了4类主活性组分的负载型催化剂,用于二氧化氯催化湿式氧化(CWCDO)法处理有机农药废水的研究,并确定了催化湿式氧化的条件。结果表明:4元组合MnO2-CuO-CeO2-V2O(5 24∶1∶1∶)催化剂性能较好;当反应在常温常压下,维持pH值为3～5,反应时间为30 min时,COD的去除率大于85%,色度去除率大于90%。     

2,3-环氧蒎烷无溶剂重排合成龙脑烯醛

以2,3-环氧蒎烷为原料,在无溶剂的条件下以ZnCl2为催化剂进行重排合成龙脑烯醛.研究结果表明,ZnCl2用量为环氧蒎烷的4％,在80℃下反应1h时,2,3-环氧蒎烷的转化率达99.19％,龙脑烯醛的选择性达到74.33％;以MCM-41、自制SO4-ZrO2-MCM-41为催化剂进行无溶剂重排,2,3-环氧蒎烷的转...     

选择性催化氧化环己烷的研究

选择性氧化环己烷具有十分重要的工业应用价值。由于饱和C-H键的键能大,活化困难,所以反应活性普遍较低;而且,由于反应产物很活泼,所以很容易发生进一步氧化生成过度氧化的副产物。因此,研制新型高效的催化剂,是一个具有挑战的课题。本文以稳定的活性炭材料作为载体,负载了高分散的Ag纳米粒子,并利用原子吸收光谱测试Ag的负载量。在应用方面,以氧气为氧化剂,Ag/C在温和条件下可以高效催化液相环己烷氧化生成具有广泛工业用途的环己酮和环己醇(KA-oil),环己烷转化率高于10%,选择性大于90%(表1),且该催化剂表现出了极好的重复利用率。