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V2O5/SiO2催化剂上的异丁烷选择氧化反应性能

耿云峰 , 钟顺和

催化学报

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了V2O5/SiO2催化剂,并用XRD,IR,TPD和活性评价等手段对催化剂的表面构造、化学吸附性能和异丁烷选择氧化反应性能进行了研究. 结果表明: 催化剂表面由Lewis碱位V=O双键的端氧和Lewis酸位V5+构成,异丁烷分子主要通过甲基中的H双位吸附在催化剂表面的Lewis碱位上,异丁烯分子可通过甲基的H吸附在催化剂表面的Lewis碱位,也可通过C=C双键吸附在催化剂表面的Lewis酸位上. 在常压条件下,异丁烷选择氧化产物主要有异丁烯、甲基丙烯醛和甲基丙烯酸,其中深度氧化产物CO2主要由通过C=C吸附的异丁烯继续反应生成.

关键词: 氧化钒 , 氧化硅 , 负载型催化剂 , 异丁烷 , 异丁烯 , 选择氧化 , 甲基丙烯醛 , 甲基丙烯酸

无机膜的气体传递机理和模型

李传峰 , 钟顺和

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2000.03.008

无机膜在高温高压和苛性环境下应用所显示的优越性日益受到人们的重视.在论述无机膜的优缺点及其应用的基础上,着重阐述和分析了致密膜、固体氧化物膜和多孔膜的气体传递机理和理论模型,最后对无机膜发展中存在和尚待解决的问题作一简要述评.

关键词: 无机膜 , 传递机理 , 气体传递模型

负载型聚酰亚胺-二氧化钛-银杂化膜的制备和表征

邵怀启 , 钟顺和

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2005.06.010

采用溶胶-凝胶法制备SiO2/硅藻土-莫来石负载的聚酰亚胺-二氧化钛-银杂化膜,采用红外光谱、热失重分析、扫描电镜、X射线衍射、氮吸附、气体渗透性能测定等方法进行表征.结果表明:银的加入使杂化溶胶的黏度增大,膜孔径增大,孔径弥散;银以氧化银的形式存在,Ag+和聚酰亚胺中的氮以配位键络合在一起;丙烯通过双键吸附在Ag+上;杂化膜的热稳定性随银和二氧化钛的加入而降低;杂化膜平均孔径为2.94～3.57 nm;丙烯/丙烷在杂化膜上的分离因子为2.93～3.21;银的加入对丙烯的传输有明显的促进作用.

关键词: 聚酰亚胺-二氧化钛 , 有机-无机杂化膜 , 制备与表征 , 丙烯分离

复合半导体光催化材料ZnFe₂O₄-TiO₂/SiO₂结构与光响应性能研究

赵春 , 钟顺和

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00965

采用溶胶-凝胶法制备了负载型复合半导体光催化材料ZnFe₂O₄-TiO₂/SiO₂, 并通过DTA-TG、XRD、XPS、Raman、TPR及UV-Vis DRS等实验技术对复合材料的晶体结构、表面组成及光响应性能进行了表征和评价. 结果表明: ZnFe₂O₄晶相以高分散状态存在于光催化材料的表面; ZnFe₂O₄与TiO₂复合可使部分Fe³⁺进入体相TiO₂的晶格中, 促进其由锐钛矿向金红石的相转变, 同时表面剩余的少量Zn²⁺聚集形成ZnO物相; TiO₂的相变由体相开始, 随着ZnFe₂O₄含量的增加逐渐向表面扩展; SiO₂的加入使活性组分更加分散, TiO₂平均粒径<10nm; ZnFe₂O₄的加入明显拓宽了TiO₂的吸光域, 并增强了对可见光的吸收.

关键词: 光催化材料 , ZnFe2O4 , TiO2 , photo absorption property

Pd修饰的选择分离氢的负载型PI-SiO2杂化膜的制备及应用

顾永建 , 钟顺和

催化学报

以负载TiO2过渡层的硅藻土-莫来石陶瓷膜管为支撑体,采用溶胶-凝胶法制备了金属钯修饰的负载型聚酰亚胺-二氧化硅杂化膜(Pd-PI-SiO2). 利用红外光谱、扫描电子显微镜和低温N2吸附等手段对膜材料结构、微观形貌及孔径分布等进行了表征,并对CH4, H2O, H2, CO2, CO和N2等气体进行了选择渗透性测试. 结果表明,杂化膜中聚酰亚胺与二氧化硅间形成了键联结构;钯以还原后的金属态存在且分散均匀,能对聚酰亚胺-二氧化硅膜的孔结构起到修饰作用;杂化膜孔径为 4 nm 左右;N2在此膜中的渗透通量为0.20×10-7 mol/(m2·Pa·s), H2/N2分离因子达542;钯能够促使H2在膜渗透过程中按表面扩散机制进行,有助于分离混合气中的氢分子.

关键词: 溶胶-凝胶法 , 负载型杂化膜 , 钯修饰 , 聚酰亚胺 , 二氧化硅 , 氢分离

负载型TiO2-聚丙烯疏水复合膜的制备与表征

钟顺和 , 李传峰 , 孙宏伟 , 肖秀芬

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2002.04.004

采用热致相分离(TIPS)技术制备浸涂型和反应型硅藻土-聚丙烯疏水复合膜,用SEM、氮吸附、红外光谱和气体渗透性能测试装置等方法表征不同的制膜方法、浸膜液浓度及冷却方式等因素对膜形态、结构和气体渗透性能的影响.结果表明:浸涂型聚丙烯膜球形颗粒和孔径尺寸均小于反应型聚丙烯膜;TiO2-聚丙烯膜与硅藻土陶瓷支承体是通过Si-O-Ti-O-C键的价联方式形成键联型复合膜层;在膜内,气体渗透由Knudsen扩散控制,H2O与N2的分离因子分别为2.46和2.22.

关键词: 热致相分离 , TiO2-聚丙烯膜 , 负载型疏水复合膜 , 制备与表征

膜反应器中Ni-Cu催化剂上CO加氢合成乙烯的研究

钟顺和 , 李传峰 , 孙宏伟 , 肖秀芬

催化学报

将硅藻土-TiO2-聚乙烯(或聚丙烯)疏水复合膜反应器应用于CO加氢合成乙烯的反应过程,以Ni-Cu/TiSiO和Ni-Cu/MgSiO为催化剂,考察了反应温度、空速和进料组成等因素对CO转化率和乙烯选择性的影响. 结果表明: 膜催化反应的产物与常规催化反应相同,催化反应机理没有区别,在适宜条件下,膜催化反应的CO转化率和乙烯选择性较之常规催化反应提高了10%左右,二氧化碳和甲烷的选择性降低,而乙烷的选择性略有增加.

关键词: 一氧化碳 , 加氢 , 乙烯 , 二氧化钛-聚合物膜 , 膜催化反应 , 镍 , 铜 , 负载型催化剂

负载型双氯基桥联双核钼(Ⅴ)催化剂的合成、表征及其催化合成碳酸乙烯酯的性能

高健 , 钟顺和

催化学报

用表面反应改性法合成了MoOCl/SiO2催化剂.分析测定结果表明:钼(Ⅴ)离子在SiO2表面以双齿配位形式与表面氧键合;双核钼(Ⅴ)间以μ-双氯基桥联.用IR,TPD,TPSR-MS和TPSR-IR研究了MoOCl/SiO2催化剂对CO2与EO(环氧乙烷)的化学吸附特性及催化合成EC(碳酸乙烯酯)的反应性能.结果表明:CO2在催化剂表面形成桥式吸附态,桥基配体是表面反应的活性中心;EO在催化剂表面也形成桥式吸附态;催化剂对CO2与EO合成EC有良好的催化性能,在140℃条件下经过渡态而定向转化为EC.

关键词: 双核钼(Ⅴ)配合物 , 负载型催化剂 , 二氧化碳 , 环氧乙烷 , 化学吸附 , 碳酸乙烯酯

新型μ-OH桥联双核铜(Ⅱ)配合物催化剂对二羟基酚的催化氧化

高健 , 钟顺和

催化学报

关键词:

Cu/MoO3-TiO2光催化CO2与C3H6反应合成甲基丙烯酸的性能

梅长松 , 钟顺和

催化学报

研究了Cu/MoO3-TiO2上CO2和C3H6的吸附特性及其光催化CO2与C3H6反应合成甲基丙烯酸(MAA)的性能. 结果表明,在Cu/MoO3-TiO2催化剂表面存在金属Cu位、Lewis酸位Mo6+和Ti4+以及Lewis碱位 Mo - O - Ti 的桥氧和 Mo = O 的端氧三类活性中心. 在金属Cu位和Lewis酸位Ti4+(Mo6+)的协同作用下,CO2形成活性较高的卧式吸附态 Cu - (CO) - O→Ti4+(Mo6+),C3H6的β-H和β-C分别吸附在Lewis碱位 Mo = O 与金属Cu位上形成 Cu - C(CH2)(CH3) - H→ O = Mo吸附态. Cu/MoO3-TiO2催化剂吸收阈值蓝移和光吸收量的提高均有利于其催化活性的提高, Cu/10%MoO3-TiO2 光催化剂的催化活性优于其它MoO3含量的催化剂,光量子产率达22.8%,在110 ℃,0.1 MPa,空速200 h-1和125 W紫外灯辐照下,C3H6转化率为8.4%,MAA选择性超过95%. 提出了催化剂光促表面催化CO2与C3H6合成MAA的反应机理.

关键词: 铜 , 氧化钼 , 氧化钛 , 光催化 , 二氧化碳 , 丙烯 , 甲基丙烯酸