张敬畅
,
曹维良
,
于定新
,
石锦华
,
窦正仓
无机材料学报
本文以廉价无机盐为原料，采用溶胶-凝胶法（Sol－Gel）结合超临界流体干燥（SupercriticalFluidDrying简称SCFD）制备了纳米级TiO2，并采用XRD、DTA－TG、TEM技术研究了Sol－Gel过程中溶液的pH值、浓度、陈化时间及SCFD技术等条件对TiO2粒径大小的影响，实现了干燥晶化一步完成．用该方法制得的TiO2超细粉体，粒径大都在3～6um之间，呈球形微粒，粉体晶型为锐钛矿型，并具有纯度高、热稳定性好、失重小和粒度分布均匀等特性．
关键词:
超临界流体干燥
,
nanometer material
,
TiO2
,
gasgel
张敬畅
,
高炜
,
曹维良
,
胡知浩
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2002.03.006
氧化锌是少数可以实现量子效应的半导体,与普通氧化锌相比,纳米氧化锌具有许多特殊的性质,如无毒和非迁移性、压电性、吸收和散射紫外线能力.以廉价无机锌盐为原料,采用液相化学法结合超临界流体干燥法制备了纳米级ZnO,并采用TEM、XRD等手段对其物性进行了表征,考察了制备条件对产物粒径、形貌、收率的影响.研究结果表明:随着锌盐浓度的提高,产物粒径逐渐增大;pH值＜8～9时,随着pH值增加粒径逐渐变小;pH=8～9时,粒径达到最小,继续增加体系pH值,ZnO粒子迅速长大;相同的陈化时间,陈化温度越高,ZnO的粒径越大,在相同温度下,陈化时间越长,粒径越大;SCFD可实现干燥、晶化一步完成,与普通干燥相比,SCFD法制备的纳米粒子具有粒径分布均匀,大小可控等优点.
关键词:
超临界流体干燥
,
氧化锌
,
纳米粒子
杨儒
,
李敏
,
张敬畅
,
曹维良
,
胡天斗
,
张静
催化学报
以Ti(SO4)2*4H2O和尿素为原料,以聚乙二醇-1000为空间构造剂,制备了不同粒径的具有高热稳定性的锐钛矿型纳米TiO2粉体,并用XRD,BET和EXAFS技术对其晶相、粒径大小、比表面积及中心Ti原子的K-边精细结构进行了表征,对其光催化降解苯酚反应的活性进行了考察. 结果表明,未经任何热处理的TiO2粉体即为锐钛矿型晶相,控制焙烧温度可以达到控制其粒径及比表面积的目的. 经850 ℃焙烧5 h的样品仍保持锐钛矿型晶相,未出现向金红石型晶相转变的迹象. 随着纳米TiO2晶粒的增大,Ti原子局域结构的有序度增强,边前结构A1,A2和A3三个特征峰的强度增强,各壳层的配位数均呈增大的趋势. 粒径处于15～20 nm的锐钛矿型TiO2粉体对光催化降解苯酚表现出较高的活性.
关键词:
锐钛矿
,
二氧化钛
,
苯酚
,
光催化降解
,
扩展X射线衍射精细结构
曹维良
,
王宏斌
,
高希信
,
张建军
,
张敬畅
催化学报
以乙酰丙酮羰基铑为催化剂母体,以水溶性三苯基膦三间磺酸钠(TPPTS)为配体,在超临界CO2和水复合溶剂中成功地实现了超临界条件下的均相丙烯氢甲酰化反应.最佳反应条件为: 温度55 ℃,铑的浓度15 μg/ml, P/Rh摩尔比18.在压力为12.0～14.0 MPa下反应6 h后,产物正丁醛/异丁醛摩尔比可达4.3～4.5,丁醛的时空收率达190.1～205.3 g/(g·h).反应过程中体系处于超临界状态,反应结束后分为水、油两相,铑催化剂溶于水相,产物处于油相,油相中铑的含量仅为1.0 ng/ml,基本上消除了铑的流失,实现了催化剂与产物的有效分离,便于催化剂的回收和循环使用.与相同反应条件下的水-有机两相氢甲酰化反应相比,超临界CO2和水复合溶剂中的丙烯氢甲酰化反应具有更高的反应速率和产物正异比.
关键词:
超临界二氧化碳
,
丙烯
,
氢甲酰化
,
三苯基膦三间磺酸钠
,
铑配合物
张敬畅
,
孙发群
,
曹维良
,
张天巧
催化学报
考察了Hβ沸石及改性Hβ/Al2O3对邻苯二酚-叔丁醇烷基化反应的催化性能,并采用XRD和NH3-TPD方法表征了Hβ沸石及改性Hβ/Al2O3的酸性和结构特性,讨论了其酸性对催化活性及选择性的影响. 结果表明,Hβ沸石和Co改性的Hβ/Al2O3的催化性能都优于目前文献报道的最好水平,对催化邻苯二酚-叔丁醇烷基化反应具有良好应用开发前景.
关键词:
β沸石
,
氧化铝
,
改性
,
邻苯二酚
,
叔丁醇
,
烷基化
,
4-叔丁基邻苯二酚
张敬畅
,
曹维良
,
于定新
,
石锦华
,
窦正仓
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.1999.01.005
本文以廉价无机盐为原料, 采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)结合超临界流体干燥(Supercritical Fluid Drying简称SCFD)制备了纳米级TiO2, 并采用XRD、DTA-TG、TEM技术研究了Sol-Gel过程中溶液的pH值、浓度、陈化时间及SCFD技术等条件对TiO2粒径大小的影响, 实现了干燥晶化一步完成. 用该方法制得的TiO2超细粉体, 粒径大都在3～6nm之间,呈球形微粒,粉体晶型为锐钛矿型,并具有纯度高、热稳定性好、失重小和粒度分布均匀等特性.
关键词:
超临界流体干燥
,
二氧化钛
,
气凝胶
,
纳米材料
张敬畅
,
李青
,
曹维良
催化学报
以TiCl4和Zn(NO3)2·6H2O为原料,采用溶胶-凝胶法结合超临界流体干燥法制备了纳米级TiO2-ZnO(7～10 nm)复合催化剂,并用XRD和TEM等手段进行了表征. 以苯酚光催化降解为模型反应对所制备催化剂的催化性能进行了评价. 结果表明,与单组分TiO2及普通干燥法制备的TiO2-ZnO催化剂相比较,纳米TiO2-ZnO复合粒子的光催化活性有较大提高. 用超临界干燥法制备的催化剂具有粒径小、分布窄、比表面积大、分散性好和光催化活性高等特点. 采用超临界流体干燥法可直接制得纳米TiO2(锐钛矿型)-ZnO(非晶态)复合催化剂,可实现干燥、晶化一步完成. 复合催化剂中ZnO的最佳掺入量为 x(ZnO)=0.8%. 超临界流体干燥法是制备纳米材料的一种新技术,具有产物容易收集和溶剂可回收利用等优点.
关键词:
二氧化钛
,
氧化锌
,
复合催化剂
,
超临界干燥
,
苯酚
,
降解
张敬畅
,
卫国宾
,
曹维良
催化学报
研究了以活性炭(AC)作为载体制备的铁基催化剂,通过对不同铁盐、活性炭和助剂的筛选,研制出对合成气转化为低碳烯烃具有高活性和高选择性的催化剂. 对反应前及反应过程中催化剂体相结构的XRD测试结果表明,Fe-Cu-K/AC催化剂在反应前主要由α-Fe, Fe3O4和Cu0组成,经合成气反应后主要由α-Fe,Fe5C2,Fe7C3,Cu0和K2O组成. Fe-Mn-K/AC催化剂的晶体结构主要以Fe嵌入MnO中形成的(Fe,Mn)O结构存在. 实验中得出的α-Fe,FexCy及(Fe,Mn)O与激光热解法制备的催化剂的的晶体结构相似. 对催化剂的制备方法进行了筛选,考察了不同助剂Cu,Mn,Si和K等元素对催化剂性能的影响. 结果表明,以草酸铁为铁源,椰壳炭为载体制备的Fe-Mn-K/AC催化剂的催化效果最佳,在空速600 h-1,压力1.5 MPa和温度320 ℃条件下,CO转化率可达97.4%,C=2～C=4选择性可达68.0%.
关键词:
铁
,
活性炭
,
负载型催化剂
,
合成气
,
费托合成
,
碳化铁
,
低碳烯烃
张敬畅
,
孟秀娟
,
曹维良
催化学报
将Zr(SO4)2(CZ)负载在活性炭(AC)上制备疏水性固体酸CZ/AC催化剂,用于丙烯酸与正辛醇的酯化反应,考察了催化剂制备条件对催化剂活性和疏水性的影响. 结果表明,以60～80目的活性炭负载30%的Zr(SO4)2并于110 ℃干燥后制得的CZ/AC催化剂的活性最高,丙烯酸转化率可达100.0%; CZ/AC催化剂循环使用3次,丙烯酸的转化率仍保持在97.5%. 采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和低温N2吸附方法对催化剂的结构和酸性进行了表征, XRD及XPS测试结果均表明硫酸锆以非晶态形式高度分散在活性炭的表面; 原位红外吸附NH3测试中在 1 521 和 1 695 cm-1 处有两个吸收峰,表明催化剂表面存在L酸和B酸. 负载型疏水性固体酸CZ/AC催化剂的酸强度、酸量、催化活性和疏水性能均高于Zr(SO4)2.
关键词:
疏水性固体酸
,
硫酸锆
,
活性炭
,
负载型催化剂
,
丙烯酸
,
正辛醇
,
酯化
张敬畅
,
胡博
,
曹维良
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2005.04.008
采用溶胶-凝胶法(sol-gel)、化学气相沉积法(CVD)法及sol-gel-CVD组合技术制备自洁净玻璃,对光降解膜的化学组分进行了优化,通过以甲基橙为降解物对光催化性能进行考察,测试了其浸润角、膜厚,采用SEM技术对表面结构进行了表征,并对sol-gel,CVD以及sol-gel-CVD的组合技术3种方法进行比较.结果表明,采用sol-gel-CVD的组合技术制得Ti-Ce膜的洁净玻璃表面致密性最好,具有很好的亲水性,光催化性能最高,1.5 h时的降解率最好达到96.2%.
关键词:
自洁净玻璃
,
sol-gel-CVD组合技术
,
纳米TiO2复合膜
