催化学报

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硅烷偶联剂改性的二氧化钛光催化降解气相苯

钟俊波;皮展;林涛;龚茂初;王健礼;刘志敏;陈耀强

2006, 27 (12): 1045-1047.

摘要 ( 2008 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(228KB) ( 691 )

用硅烷偶联剂KH-570对二氧化钛光催化剂进行了改性,制备了一种新型光催化剂. 以苯作为模拟气体,在静态反应装置中考察了该催化剂的光催化性能. 结果表明,KH-570能显著提高二氧化钛对气相苯的光催化降解性能,其转化率是纯二氧化钛的2.5倍. 采用红外光谱和X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.

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Pt-TiO2/CeO2-MnO2复合催化剂光热降解气相苯

任成军;邹涛;陈国强;陈耀强;龚茂初

2006, 27 (12): 1048-1050.

摘要 ( 2135 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(254KB) ( 783 )

用溶胶-凝胶法制备Ce-Mn储氧材料,并于该储氧材料上分别负载光催化剂TiO2 和贵金属Pt制备出Pt-TiO2/CeO2-MnO2复合催化剂. 用X射线衍射、 X射线能谱分析、程序升温还原和漫反射紫外-可见光谱等技术对复合催化剂进行了表征,并以光热催化降解气相苯评价了复合催化剂的活性. 结果表明, Mn分别进入到TiO2和CeO2的晶格中形成固溶体; Pt均匀分散在复合催化剂表面; Ce-Mn储氧材料在250 ℃下具有较好的储氧性能; 复合催化剂对紫外及可见光的吸收较强; 1.6%Pt-40%TiO2/CeO2-MnO2复合催化剂的活性较高,光热催化10 h时,苯降解率可达94.5%.

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NiCl2·6H2O催化芳基硼酸的自身偶联反应

刘谷雨;杜巧玲;谢俊杰;张恺黎;陶晓春

2006, 27 (12): 1051-1052.

摘要 ( 2195 ) [Full Text(HTML)] ()

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通过筛选一系列有机溶剂,发现在吡啶中,以碳酸钾作碱,价廉易得的NiCl2·6H2O能催化芳基硼酸发生自身偶联反应生成对称的联芳烃,该反应收率较高,并可暴露在空气中进行.

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新型表面活性膦在长链烯烃氢甲酰化反应中的助催化作用

付海燕;郭妤;林棋;陈华;李贤均

2006, 27 (12): 1053-1058.

摘要 ( 2125 ) [Full Text(HTML)] ()

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考察了新型表面活性膦配体DPPTS(对-十二烷基苯基二苯基膦的磺酸钠盐)和OPPTS(对-辛基苯基二苯基膦的磺酸钠盐)在铑络合物催化的水/有机两相长链烯烃氢甲酰化反应中的助催化作用. 在催化烯烃氢甲酰化反应时,观察到烯烃与膦配体之间有一定的链长匹配效应; 含DPPTS的催化剂体系在低膦/铑比条件下表现出比含表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和水溶性配体三苯基膦三磺酸钠的催化剂体系高得多的催化活性,而且铑流失到有机相极少,仅为加入总铑量的0.8%. 这种亲水基团和磷原子处于碳链同一端的表面活性膦配体比文献报道的亲水基团和磷原子分别处于碳链两端的表面活性膦配体具有更好的助催化活性.

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Rh基催化剂上CO加氢制C2含氧化合物的红外光谱研究

陈维苗;丁云杰;江大好;严丽;王涛;朱何俊;罗洪原

2006, 27 (12): 1059-1062.

摘要 ( 1799 ) [Full Text(HTML)] ()

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用红外光谱法考察了Rh-Mn-Li-Ti/SiO2催化剂在CO加氢反应过程中表面吸附物种随压力、温度和H2/CO比的改变而变化的规律. 结果表明,高压有利于提高催化剂表面吸附的CO浓度和活性,高温有利于CO解离; 而高温、高压条件不但促进了CO吸附,而且提高并平衡了CO的解离和插入之间的相对活性,促进了C2含氧化合物的生成. H2/CO比的增大有利于CO在催化剂表面的吸附,从而促进了CO插入,尤其是CO的解离和加氢活性,但是过高的H2/CO比将导致过高的CO解离和加氢活性,引起CO插入活性的削弱而最终导致C2含氧化合物生成活性的下降. 同时,考察了助剂(Mn, Li和Ti)对Rh基催化剂表面吸附物种的影响. 结果表明,助剂的加入可提高C2含氧化合物的生成活性.

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Ti-Si复氧化物载体对金催化剂上丙烯环氧化的影响

戴茂华;汤丁亮;袁友珠

2006, 27 (12): 1063-1068.

摘要 ( 1791 ) [Full Text(HTML)] ()

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以TiCl4和SiCl4为原料,采用水解和非水水解溶胶-凝胶两种方法制备了一系列不同Ti含量的Ti-Si复氧化物载体,继而用沉积-沉淀法制得载金催化剂. 采用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、 N2吸附和高分辨透射电镜对催化剂进行了表征,并考察了催化剂在氢气和氧气存在下的丙烯气相环氧化催化性能. 研究表明,钛含量在6%～14%范围内时,两种方法制得的Ti-Si复氧化物均为无定形结构,但采用非水水解溶胶-凝胶法制得的载体比表面积较高. 以非水水解溶胶-凝胶法制备的钛含量10%的Ti-Si复氧化物为载体得到的载金催化剂表现出较高的活性和选择性,反应60 min时,丙烯转化率为5.7%, 240 min后降为3.3%, 环氧丙烷的选择性稳定于95%左右. 还考察了非水水解溶胶-凝胶的陈化时间和金沉积-沉淀溶液的pH值等对反应结果的影响.

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MoPO/SiO2催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应机理

李荣春;伊晓东;章小兵;黄传敬;翁维正;万惠霖

2006, 27 (12): 1069-1072.

摘要 ( 2061 ) [Full Text(HTML)] ()

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考察了丙烷以及丙烷选择氧化反应的有关中间体或其探针分子(如丙烯、烯丙醇、异丙醇和正丙醇)和产物(如丙烯醛、丙酮和丙醛)在MoPO/SiO2催化剂上的反应行为,用以探明该催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应的可能路径. 结果表明,异丙氧基是MoPO/SiO2催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应的主要中间体,异丙氧基脱β-H生成丙烯或脱α-H生成丙酮,而丙烯则经σ-氧烯丙基转化为丙烯醛.

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催化湿式氧化苯酚的TiO2-CeO2催化剂的制备与表征

陈正雄;祝万鹏;杨少霞;王建兵

2006, 27 (12): 1073-1079.

摘要 ( 1595 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用共沉淀法制备了催化湿式氧化降解苯酚的TiO2-CeO2催化剂,通过单因素多次实验和正交实验两种不同的实验方式,考察了不同的制备条件如活性组分配比、焙烧温度、焙烧时间和老化过程的pH值等对催化剂活性的影响,证明了老化过程中保持较高pH值对于TiO2-CeO2催化剂的活性具有决定性作用. 当活性组分摩尔配比为1:1, 焙烧温度为450 ℃, 焙烧时间为5.0 h, 老化过程中pH保持为11时得到的催化剂,在反应温度为150 ℃, 氧分压为4.5 MPa的条件下,经90 min的反应,浓度为2.1 g/L的苯酚溶液COD去除率达到了93%. 通过热重差热、N2吸附-脱附、 X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等分析方法揭示了催化剂的微观结构. 结果表明, BET比表面积、表面吸附氧以及表面三价金属元素的相对含量等物理和化学结构特性对催化剂的活性有重要影响.

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硫酸根促进的纯硅MCM-41催化假性紫罗兰酮环化合成紫罗兰酮的性能

许海红;郭岱石;蒋淇忠;马紫峰;李婉君;王铮

2006, 27 (12): 1080-1086.

摘要 ( 1910 ) [Full Text(HTML)] ()

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分别采用硫酸和硫酸铵溶液作为促进剂,对MCM-41进行表面硫酸根促进,并在不同温度下焙烧制得一系列硫酸根促进的纯硅MCM-41样品SM和ASM. 采用氮吸附-脱附、吸附氨的程序升温脱附(NH3-TPD)、热重分析(TG-DTG)、元素分析和红外光谱(FT-IR)等表征方法对两类样品的介孔结构、硫酸根促进过程和表面酸性进行了考察,并通过环化合成紫罗兰酮这一典型的液体酸催化反应评价其催化活性. 结果表明,经450 ℃焙烧的样品(SM-450和ASM-450)中促进剂完全分解,不存在作为原始促进剂或分解中间产物的游离硫酸分子,硫酸根以双齿螯合配位结构存在于SiO2表面. 原位吡啶吸附红外光谱显示ASM-450表面同时存在L酸和B酸中心, NH3-TPD测试结果表明其酸强度较弱. SM-450和ASM-450具有与商品化氢型酸性树脂Amberlyst-15相当的催化性能,其催化作用来源于一般被认为不具备酸活性的SO2-4/SiO2表面螯合结构. 在较低反应温度下, ASM-450具有优于Amberlyst-15的催化性能,并在循环使用5次后仍保持较高的催化活性.

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SnO2纳米材料的制备及其对丙烯醛还原反应的催化性能

焦昆;许宁;罗鸽;谢颂海;袁海英;张春雷

2006, 27 (12): 1087-1090.

摘要 ( 1866 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用柠檬酸法制备了SnO2纳米材料,并采用差热-热重、 X射线衍射、透射电子显微镜和氮吸附等技术对其进行了表征,考察了其在丙烯醛还原制烯丙醇反应中的催化性能. 结果显示,制备的SnO2纳米材料粒径(尺寸为8～10 nm)均一, 并具有多孔性质(孔径4～6 nm); 在丙烯醛还原制烯丙醇反应中具有良好的催化性能,催化剂的初始活性很高,丙烯醛的初始转化率可达93.6%, 烯丙醇的最高选择性为60%, 烯丙醇的最高收率为47%. 表面结焦是造成催化剂失活的主要原因.

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不同胺介质中一步合成具有可见光响应的TiO2

王祖鹓;章福祥;杨雅莉;崔洁;孙青;关乃佳

2006, 27 (12): 1091-1095.

摘要 ( 1767 ) [Full Text(HTML)] ()

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以TiCl3为钛源,在140 ℃下采用溶剂热法在不同有机胺体系中一步合成二氧化钛晶体. 采用X射线衍射、紫外-可见吸收光谱、元素分析、傅里叶变换红外光谱以及X射线光电子能谱对所得粉体进行了表征. 结果表明,该方法制备的二氧化钛晶体吸收带边明显红移至可见光区,其中,在乙二胺体系中制备的二氧化钛晶体对可见光的吸收明显优于三乙胺和二乙胺体系. 在乙二胺体系中制备的二氧化钛对可见光响应的原因可归结为部分氮原子取代氧原子进入了二氧化钛晶体结构中. 苯酚的光催化降解实验表明,该掺氮型二氧化钛在可见光照射下具有较好的光催化活性.

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用脉冲D2反应研究CeO2在Co-CeO2/SiO2费托合成催化剂中的促进作用机理

师海波;沈师孔

2006, 27 (12): 1096-1100.

摘要 ( 1694 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(333KB) ( 852 )

采用脉冲D2反应研究了CeO2在Co-CeO2/SiO2费托合成催化剂中的作用机理. 通过比较在Co-CeO2/SiO2和Co/SiO2催化剂上的脉冲D2反应实验结果发现, CeO2可以提高载体表面 Si-OH 的H-D同位素交换活性和 Si-OH 中H参与CO加氢反应的活性; CeO2不仅增加了催化剂表面活性碳物种的总量,而且活性碳物种以链增长单体-CH2-为主,因而有利于增加费托合成反应速率和链增长几率; CeO2的加入明显提高了催化剂表面碳原子的加氢反应速率,从而减少了碳沉积.

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氮掺杂TiO2/SiO2核壳型复合微球的制备及其可见光催化性能

黄浪欢;陈彩选;刘应亮

2006, 27 (12): 1101-1106.

摘要 ( 2095 ) [Full Text(HTML)] ()

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以单分散性良好的SiO2微球为模板,以钛酸四丁酯为钛源,利用化学吸附和原位水解方法制备了TiO2/SiO2核壳结构复合微球,并在氨气气氛下进行了氮掺杂. 以罗丹明B水溶液的光催化降解为模型反应,评价了所制试样在可见光照射下的光催化活性,并借助透射电镜、高分辨透射电镜、 X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、红外光谱和X射线光电子能谱等测试手段对其结构、形貌和光谱性质进行了表征. 结果表明,氮掺杂TiO2/SiO2为核壳结构, TiO2包覆层厚约10 nm. 由于SiO2核与TiO2壳间形成了 Ti-O-Si 键, TiO2的热稳定性增强. 掺杂的氮形成了 Ti-O-N 键. 600 ℃下氮化1 h得到的试样的可见光活性最佳. 由于结合了SiO2核优良的吸附性能及氮掺杂TiO2壳的可见光响应性能,该复合微球在整体上表现出比P25更优的光催化活性.

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RuCl2[P(C6H5)3]2-(R,R)-DPEN催化萘乙酮不对称加氢反应

陶明;熊伟;陈华;李贤均

2006, 27 (12): 1107-1110.

摘要 ( 2254 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(242KB) ( 873 )

合成了(R,R)-1,2-二苯基乙二胺((R,R)-DPEN)、钌和三苯基膦的三元配合物RuCl2[P(C6H5)3]2-(R,R)-DPEN, 并将其用于萘乙酮的不对称加氢反应. 考察了碱/催化剂的摩尔比、反应温度和氢气压力等对催化活性和对映选择性的影响. 结果表明,多种因素对反应的转化率和对映选择性均有影响. 在萘乙酮:(CH3)3COK:催化剂摩尔比为 50000:450:1, 氢气压力为4 MPa, 反应温度为25 ℃的条件下,反应16 h时,萘乙酮生成α-萘乙醇的产率和对映选择性分别达到了100%和83%.

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高热稳定性纳米Au/TiO2催化剂的制备与表征

吕倩;孟明;查宇清

2006, 27 (12): 1111-1116.

摘要 ( 2593 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用三嵌段共聚物聚乙醚-聚丙醚-聚乙醚EO20PO70EO20 (P123)为有机模板剂合成了介孔TiO2载体,用沉积-沉淀法制得Au/TiO2催化剂. 运用N2 吸附-脱附、 X射线衍射、 X射线光电子能谱和高分辨电镜技术对催化剂的结构与形貌进行了表征. 采用P123模板剂合成的TiO2具有较均匀的介孔结构,孔径集中在6.1 nm附近,负载金后,其介孔结构保持良好,但孔径下降至5.4 nm. 400 ℃焙烧后,介孔TiO2负载的Au催化剂中Au主要以金属态存在. 负载在三种TiO2载体(介孔TiO2、溶胶-凝胶法合成的TiO2和工业TiO2)上的Au晶粒大小和分散度差异较大,其中介孔TiO2载体更有利于金的分散,以该载体制备的催化剂400 ℃焙烧后金的晶粒尺寸在1～5 nm范围内,催化剂显示了很好的CO氧化活性和抗热稳定性,即使在420 ℃焙烧,其室温下CO的转化率也在90%以上. 而溶胶-凝胶法制备的TiO2和工业TiO2负载的纳米金催化剂中,金晶粒尺寸约为10 nm,催化剂的CO氧化活性和抗热稳定性较差.

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钒/钛复合氧化物催化剂用于二氧化碳气氛中乙苯氧化脱氢

李文英;李晓红;宋瑞伟

2006, 27 (12): 1117-1121.

摘要 ( 1771 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用改进的酸催化溶胶-凝胶法制备了以TiO2为基体的钛基复合氧化物催化剂, 并将该催化剂用于低温下二氧化碳气氛中乙苯氧化脱氢制苯乙烯反应. 采用X射线衍射、表面物理吸附、 X射线光电子能谱和热重-质谱等分析手段对反应前后的催化剂进行表征. 结果表明, 催化剂在一定反应条件下具有较好的催化活性. 催化剂失活原因主要是反应过程中产生了积炭和高价钒被还原成低价钒. 反应过程中产生的积炭可以通过空气氧化消除,再生后的催化剂其活性基本上能得到恢复.

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室温水汽对Au/TiO2上光催化分解臭氧的影响

杨冬梅;贺攀科;董芳;张敏;杨建军

2006, 27 (12): 1122-1126.

摘要 ( 2081 ) [Full Text(HTML)] ()

PDF(325KB) ( 840 )

采用沉积-沉淀法制备了Au/TiO2光催化剂,并用紫外-可见漫反射光谱和X射线光电子能谱对其进行了表征,详细考察了室温水汽的引入对Au/TiO2光催化分解臭氧活性的影响. 结果表明,同干燥状态时相比,室温引入水汽后催化剂活性较低,并且较快地达到了稳定值. 催化剂的O 1s和Au 4f的XPS分析结果表明,水汽的存在导致TiO2的表面结构发生变化,进而使金-载体之间的相互作用力减弱. 这是导致催化剂活性下降的主要原因.

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由非晶态Ni-P低温制备Ni2P催化剂及其对二苯并噻吩加氢脱硫的催化性能

宋立民;李伟;张明慧;陶克毅

2006, 27 (12): 1127-1132.

摘要 ( 2123 ) [Full Text(HTML)] ()

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以非晶态Ni-P合金为前驱体,在低温下通过PH3处理制备了Ni2P/SiO2-Al2O3催化剂,并用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、电感耦合等离子体发射光谱、 N2吸附和X射线光电子能谱(XPS)进行了表征,以二苯并噻吩为探针,在小型连续流动固定床反应器上考察了催化剂的加氢脱硫性能. XRD结果表明,在200～300 ℃范围内前驱体都可以完全转化为Ni2P, 随着磷化温度的升高,晶体结构变得越来越完整. TEM观察发现, Ni-P粒子和Ni2P粒子的平均尺寸都在40～50 nm, 并且都能够高分散在SiO2-Al2O3载体上. XPS结果表明,不论是非负载还是SiO2-Al2O3负载的Ni2P, 表层主要为Ni2P和钝化层Ni3(PO4)2. Ni2P/SiO2-Al2O3催化剂在实验范围内表现出很好的二苯并噻吩加氢脱硫性能.

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羟基铬柱撑二硫化钼的制备及其对苯加氢反应的催化活性

张进飞;林碧洲;孙东亚;许百环;丁聪

2006, 27 (12): 1133-1138.

摘要 ( 1922 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用单分子层技术将羟基铬聚合离子[Cr4(OH)6(H2O)10]6+嵌入到二硫化钼板层间,得到层间距为1.319～1.341 nm的柱撑复合材料. X射线粉末衍射表明,羟基铬聚合物溶液经70 ℃恒温下陈化4 d即可作为稳定的柱撑液使用; 在柱撑反应体系中,较小的n(Cr)/n(Mo)比和较低的Cr3+浓度有利于获得结晶度较好的柱撑材料. 与原料2H-MoS2相比,柱撑材料的层间距增大,晶粒变小,比表面积增加并且热稳定性提高. 对催化苯饱和加氢反应表明,柱撑材料Cr-MoS2的催化活性明显优于未柱撑的2H-MoS2和Raney Ni催化剂,且结晶度较好的柱撑材料更具有较高的催化活性和较好的可重复性.

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Ni/AC催化剂的分散阈值及阈值效应

刘金红;张倩;姚虎卿

2006, 27 (12): 1139-1143.

摘要 ( 2136 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用浸渍法制备了以活性炭为载体的镍催化剂,用X射线衍射(XRD)和热重(TG)手段分别考察了前驱体及浸渍液溶剂对活性组分Ni在载体上分散度的影响. XRD测试结果表明,以水为浸渍液溶剂制得的催化剂,经550 ℃焙烧后,前驱体为Ni(NO3)2时, Ni的分散阈值为0.065 g/g, 而前驱体为NiAc2时, Ni的分散阈值为0.058 g/g. 对于前驱体为Ni(NO3)2的催化剂,若浸渍液溶剂用甲醇, Ni的分散阈值则为0.082 g/g, 比水作溶剂时的阈值大. 说明前驱体镍盐中的阴离子和浸渍液溶剂均对活性物种与载体之间的相互作用有影响,从而导致镍的分散容量有差异. TG的阈值分析结果略小于XRD的测试值. 活性评价结果显示,负载Ni催化剂在甲醇气相羰基合成醋酸反应中存在较为明显的阈值效应.

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TiO2/羟基磷灰石的结构及其光催化降解醛类的性能

胡茂从;钟顺和

2006, 27 (12): 1144-1148.

摘要 ( 2106 ) [Full Text(HTML)] ()

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采用水热合成和离子交换法相结合制备了不同Ti/(Ti+Ca)摩尔配比的羟基磷灰石负载二氧化钛(TiO2/HAP)光催化剂. 用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、紫外-可见漫反射光谱和微型连续光反应技术研究了催化剂的晶体结构、表面构造、光响应性能以及光催化降解甲醛和乙醛的性能. 结果表明, Ti/(Ti+Ca)配比是影响TiO2/HAP晶体结构、表面构造和光响应性能的重要因素, Ti/(Ti+Ca)摩尔比为 0.2时, TiO2/HAP为锐钛矿型TiO2和HAP的混合相, TiO2与HAP之间形成了 Ti-O-P 键,二者得到了有效的复合. 复合材料相对于TiO2在漫反射光谱吸光带边上有明显的红移,扩展了材料的吸光域. 在合适的条件下, TiO2/HAP光催化降解甲醛和乙醛的转化率分别达89.2%和82.7%, 矿化率达92.1%和75.2%.

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新型复合分子筛的合成和催化应用

徐玲;徐海燕;吴通好;吴淑杰;阚秋斌

2006, 27 (12): 1149-1158.

摘要 ( 2044 ) [Full Text(HTML)] ()

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系统地归纳总结了最近几年引起人们广泛关注的复合分子筛的研究进展,包括微孔-微孔复合分子筛、微孔-介孔复合分子筛、微孔-大孔复合分子筛及微孔-介孔-大孔复合分子筛的合成和应用近况. 并对复合分子筛的发展前景进行了展望.

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多元醇: 新一代的能源平台？

颜宁;赵晨;甘维佳;寇元

2006, 27 (12): 1159-1163.

摘要 ( 2237 ) [Full Text(HTML)] ()

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在基于生物质的新能源战略中,多元醇正在成为新一代的能源平台. 从纤维素出发,通过热裂解、催化裂化和酸水解加氢等反应能制得多元醇,再以多元醇为原料在较温和的条件下通过水汽重整和费托合成等方法合成燃料、化学品和氢气. 本文综述了多元醇经水汽重整制燃料油和化学品或经光解制氢气的进展,介绍了纤维素类生物质资源经催化氢化和水解加氢制多元醇的研究进展. 虽然简单地套用现有的工业技术就可以转化纤维素,但这些方法在效率、能耗、规模和环保等方面还存在诸多问题,有效提高纤维素利用率的新思路仍在期待之中. 虽然采用精心设计的工艺路线可以有效地转化多元醇,但离“简约、节能、方便可行和环境友好”的要求仍有一定的差距,“一步法”或“一锅法”在未来可能是催化学家仍需持续努力的方向.

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