收藏本站
《山西大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

ZrO_2和ZrO_2-SiO_2复合氧化物气凝胶的制备、表征及其应用

武志刚  
【摘要】: ZrO_2具有优良的物理化学性能,被广泛应用于许多领域中。在催化科学中,ZrO_2是很重要的催化剂和载体材料,其热稳定性和化学稳定性比传统载体如γ-Al_2O_3、SiO_2高,在高温反应方面有着广泛的应用前景。在大多数情况下,ZrO_2的存在不仅可以提高催化剂的活性,而且能改善催化剂的热稳定性,提高催化剂的使用寿命。然而由于ZrO_2本身的比表面积很小,机械强度也差,给催化剂的制备和使用带来一些困难,在一定程度上限制了它的应用。从根本上克服上述缺点的方法有二,其一是将ZrO_2制备为气凝胶或其它超细粉体,气凝胶是一种由超微粒子组成的固体材料,这种材料具有小粒径、高比表面积和低密度等特点,这些特点使气凝胶催化剂的活性和选择性远远高于常规催化剂,而且它还可以有效的减少副反应发生;其二是将其制备为复合氧化物(如ZrO_2-SiO_2等),这样即可保持ZrO_2本身的特性,又克服了自身的缺陷。本学位论文正是根据上述方法,制备了ZrO_2和ZrO_2-SiO_2复合氧化物气凝胶,研究了制备条件对材料结构和性能的影响。 顺丁烯二酸酐(简称顺酐)是一种非常重要的有机化工原料,其下游产品众多,仅加氢衍生物就有丁二酸酐、γ-丁内酯、四氢呋喃和1,4-丁二醇等,有着相当广泛的开发和应用前景。近年来,随着丁烷氧化制顺酐生产技术的成功开发,使得顺酐生产规模大型化,而以廉价的顺酐为原料合成高附加值化学品的研究倍受青睐。但在顺酐催化加氢制备下游产品时,使用的催化剂和工艺条件不同,原料的转化率和目标产物的选择性有较大差别。研究新的技术、制备高性能的顺酐选择加氢催化剂是具有理论和实用价值的研究课题。本论文的第二部分在大量文献调研和第一部分的研究基础制备了ZrO_2和ZrO_2-SiO_2复合氧化物负载镍顺酐加氢催化剂,对其进行结构表征和活性评价,并将复合氧化物的结构性能与其催化活性相关联。 在第一部分中,以ZrO(NO_3)_2·2H_2O为原料,采用醇—水加热法结合超临界流体干燥技术制备了ZrO_2气凝胶,通过TEM、XRD及N_2物理吸附仪等测试手段对不同制备条件下得到的超细粉体进行织构和结构性质的测定。结果表明:采用该方法制 蓄 山西大学 ph·DDissertation—Zhi一Gangwu shanXIUniverri妙 备的Zro:气凝胶,在焙烧温度低于700’C时,其粒径在Slun以下,BET比表面积在 200一675m飞之间;经1 000℃焙烧后,超细粒子粒径为35一40nm,尽管已经大于zr02 的临界尺寸,但仍有约30%的ZrO:以四方相存在。以ZrO困O3):·ZHZO和四乙氧基 硅烷为原料,采用溶胶一凝胶一超临界干燥法制备了不同错硅比例的ZrOZ一5102复合 氧化物气凝胶。表征结果说明l)样品的吸附等温线按BDDT分类属于W型,表现为 具有完好发达的介孔特征,其孔径介于Znln和50nln之间;2)不同钻硅比例样品的 比表面积介于341.8一735.5 mZ/g之间;3)所有的复合氧化物均为无定型态或结晶不 完整,且样品中都形成了Si一O一Zr键。 第二部分为ZrO:和ZrOZ一510:复合氧化物负载Ni催化剂的结构表征及顺醉加氢 活性评价。研究结果表明,溶胶一凝胶法制备的Ni基ZrO:催化剂催化剂,其体相结 构及活性组分与载体的相互作用主要与溶胶一凝胶过程有关,干燥方式的影响较小; 但采用该方法制备的Ni基zroZ一510:复合氧化物催化剂受干燥方式影响较大。采用 浸渍法制备的Ni/ZrO:催化剂,在实验范围内NIO均以结晶态存在,载体与活性组分 相互作用较弱。以ZrOZ一510:复合氧化物气凝胶为载体,采用浸渍法制备的 Ni/ZrOZ一5102催化剂,载体中的ZrOZ含量对催化剂的丫一丁内酷选择性有明显影响; ZrOZ的含量为swt%,Ni含量为50%时,在反应温度为180℃,压力为6.OMPa下反 应8小时,顺醉100%转化,Y一丁内酷的选择性达91.47%,其结果明显优于文献 报道及现有工业应用催化剂。
【学位授予单位】:山西大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O648

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 何飞;SiO_2和SiO_2-Al_2O_3复合干凝胶超级隔热材料的制备与表征[D];哈尔滨工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 周媛;硅锆复合氧化物负载铜催化剂的甲醇液相氧化羰基化反应性能研究[D];太原理工大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丁明桐,杜先智,陈凡,昂锋;Y-Z_rO_2稀土增韧陶瓷的微波烧结[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2000年04期
2 蔡宁,乔冠军,金志浩;多孔SiC陶瓷的两种制备方法[J];兵器材料科学与工程;2001年05期
3 唐志阳;稀土氧化物在陶瓷中的应用[J];山东陶瓷;2005年02期
4 胡定军,陈义胜,宋希文,贺友多;新型蜂窝陶瓷的研制(Ⅰ)[J];包头钢铁学院学报;2003年01期
5 宋希文,陈义胜,胡定军,安胜利,贺友多;莫来石质蜂窝陶瓷材料的制备与性能研究[J];包头钢铁学院学报;2003年02期
6 张宇民,韩杰才,赫晓东;燃烧合成氮化物陶瓷基复合材料[J];材料科学与工艺;2002年04期
7 韩钰;施雨湘;张凡;陈君平;;致密羟基磷灰石生物陶瓷烧结技术研究进展[J];材料科学与工艺;2006年05期
8 宋晓岚,杨振华,王海波,邱冠周,曲选辉;高纯部分稳定二氧化锆微粉的制备工艺[J];长沙大学学报;2003年02期
9 刘峰,郭学锋,杨根仓;Si-Zr-B复合非催化形核涂层壳型的制备[J];材料研究学报;2000年06期
10 王晶,张力明,高宏,王春;有机醇盐Sol-Gel法纳米ZrO_2粉体制备及性能研究[J];大连铁道学院学报;2001年02期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 王贵;赵萍;朱晓峰;王磊;;热压注工艺在ZrO_2氧敏传感器材料生产中的研究[A];首届山东材料大会论文集(建筑材料篇)[C];2007年
2 沈伟;彭德全;沈晓丹;;Al_2O_3陶瓷表面金属化工艺的进展[A];2005年上海市电镀与表面精饰学术年会论文集[C];2005年
3 王辉;朱华青;梁飞雪;秦张峰;王建国;;铈钴氧化物负载金催化剂上CO选择氧化反应研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年
4 梁飞雪;王辉;朱华青;王国富;秦张峰;王建国;;CO低温氧化催化剂Pd/CeO_2-TiO_2的抗水性能[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨建文;富烧绿石人造岩石和锆英石固化模拟锕系废物研究[D];中国原子能科学研究院;2000年
2 徐文骥;等离子熔射成形法制造零件技术的基础研究[D];大连理工大学;2000年
3 马文会;固体氧化物燃料电池复合掺杂阴极材料的研究[D];昆明理工大学;2001年
4 秦燕军;牙科CAD/CAM加工用可切削云母微晶玻璃的研究[D];第四军医大学;2001年
5 孙颖;牙科可切削云母微晶玻璃呈色的研究[D];第四军医大学;2002年
6 李文翠;新型纳米材料炭气凝胶的制备、表征及应用研究[D];大连理工大学;2002年
7 王靖岱;超临界溶液共沉析制备负载型茂金属催化剂微粒的研究[D];浙江大学;2002年
8 李国华;氧化锆牙科全瓷支架修复技术的基础研究[D];中国人民解放军第四军医大学;2003年
9 李爱农;疏浚工况泥沙磨损机理及其耐磨新材料研究[D];武汉理工大学;2003年
10 吴舜;齿科可切削氟硅云母玻璃陶瓷的烧结法制备及着色研究[D];第四军医大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何帅;牙科氧化锆增韧陶瓷材料的初步实验研究[D];第四军医大学;2001年
2 刘文超;磷酸盐结合剂及金属基高温耐磨陶瓷涂层的制备与性能的研究[D];湖南大学;2001年
3 郭小龙;纳米SiC颗粒复合Al_2O_3-ZrO_2(m)陶瓷材料的强韧化机理的研究[D];青岛大学;2001年
4 李青;无压浸渗法制备B_4C/Al复合材料工艺研究[D];北京航空材料研究院;2002年
5 魏伟;多芯线粉末挤压成形工艺及其数值模拟理论研究[D];昆明理工大学;2002年
6 张士华;β-磷酸三钙粉末和多孔β-磷酸三钙生物陶瓷的研制[D];合肥工业大学;2002年
7 仲洪海;316L不锈钢及ZTA陶瓷粉末注射成形技术的研究[D];合肥工业大学;2002年
8 崔文亮;熔融石英陶瓷的性能改进研究[D];武汉理工大学;2003年
9 吕杰;两段式全瓷桩核桩—核间固位力及全瓷桩核断裂强度的研究[D];四川大学;2003年
10 顾玉艳;BaTiO_3基中高压瓷介电容器材料的研究[D];南京工业大学;2002年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李峰,卫敏,何静,杜以波,孙鹏,DavidG.Evans,段雪;磷酸锆类层柱催化剂的制备、表征及其催化甲醇氧化羰基化反应性能[J];催化学报;1999年05期
2 钟顺和,黎汉生,王建伟,肖秀芬;CO_2和CH_3OH直接合成碳酸二甲酯用Cu-Ni/ZrO_2-SiO_2催化剂[J];催化学报;2000年02期
3 钟顺和,程庆彦,黎汉生;负载型Sn_2(OMe)_4/SiO_2催化剂的制备及其催化CO_2与CH_3OH直接合成碳酸二甲酯的性能[J];催化学报;2002年06期
4 莫婉玲,黄荣生,熊辉,刘海涛,李光兴;CuCl/菲咯啉/甲基咪唑催化甲醇/乙醇氧化羰化一步合成碳酸甲乙酯[J];催化学报;2004年03期
5 毛东森,卢冠忠,陈庆龄;钛锆复合氧化物载体的制备、物化性质及在催化反应中的应用[J];催化学报;2004年06期
6 刘蒲,刘晔,殷元骐;顺丁烯二酸酐均相加氢制琥珀酸酐和γ-丁内酯[J];催化学报;1999年01期
7 王英,淳远,朱建华,朱海燕,秦玉,须沁华;MgO在NaY沸石上的分散及其催化性能[J];催化学报;1999年04期
8 丁星兆,何怡贞,董远达;溶胶-凝胶工艺在材料科学中的应用[J];材料科学与工程;1994年02期
9 朱时珍,赵振波,刘庆国;多孔陶瓷材料的制备技术[J];材料科学与工程;1996年03期
10 张霞;隔热材料性能的影响因素[J];材料开发与应用;1994年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李文翠;新型纳米材料炭气凝胶的制备、表征及应用研究[D];大连理工大学;2002年
2 王英滨;常压干燥溶胶—凝胶法制备SiO_2气凝胶及其性能的实验研究[D];中国地质大学(北京);2003年
3 何飞;SiO_2和SiO_2-Al_2O_3复合干凝胶超级隔热材料的制备与表征[D];哈尔滨工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 李伟;溶胶—凝胶法制备二氧化硅气凝胶纳米材料的研究[D];湘潭大学;2002年
2 许临萍;Ti-Si复合氧化物的制备、表征及其在CO氧化反应中的应用[D];山西大学;2003年
3 曹莉;超临界干燥深胶凝胶法制备TiO_2气凝胶的研究[D];西北大学;2004年
4 张广延;CO_2超临界干燥制备SiO_2超细粉体的研究[D];北京化工大学;2004年
5 张莺;ZrO_2-SiO_2复合氧化物气凝胶负载镍催化剂的制备及其顺酐选择加氢性能研究[D];山西大学;2006年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张永存;多孔材料传热特性分析与散热结构优化设计[D];大连理工大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 武志刚,赵永祥,许临萍,刘滇生;气凝胶制备进展及其在催化方面的应用[J];化学研究与应用;2003年01期
2 杨桂英;;性能奇特的气凝胶[J];中国建材科技;1990年03期
3 蒋伟阳,沈军,周斌,王珏;CRF气凝胶的结构特性研究[J];功能材料;1996年04期
4 何文,张旭东,韩丽;Al_2O_3/SiO_2气凝胶纳米粉的制备与表征[J];中国陶瓷;2000年06期
5 甘礼华,李光明,岳天仪,陈龙,武沈军,周斌,王珏;氧化铁气凝胶的制备及其表征[J];高等学校化学学报;1999年01期
6 余高奇,赵惠忠,张光德,汪厚植,张宗锁,杨洁;超临界流体干燥法制备超细镧锰铝气凝胶研究[J];中国稀土学报;2005年02期
7 相宏伟,钟炳,彭少逸,吴东,范文浩;后处理温度对ZrO_2气凝胶超细粉织构和结构的影响[J];分子催化;1994年04期
8 邓忠生,张哲,翁志农,张玉龙,王珏,周斌,沈军,陈玲燕;TiO_2-SiO_2复合半导体气凝胶制备及光催化活性研究[J];功能材料与器件学报;2000年01期
9 赵大方,陈一民,洪晓斌,许静;疏水SiO_2气凝胶的低成本制备[J];硅酸盐学报;2004年05期
10 倪文,张大陆;SiO_2气凝胶制备过程中缩裂问题的研究[J];河南化工;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 於俊杰;蒋政;许秀艳;刘长春;陶炎鑫;郝郑平;;Zn-Mg/Al水滑石衍生复合氧化物上NO_x储存性能研究[A];第四届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2005年
2 郭文锋;徐庆;黄端平;陈文;王浩;袁润章;;La_(0.8)Ca_(0.2)CrO_3复合氧化物的GNP法合成与表征[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
3 王升;周晓华;张树人;李波;陈祝;;添加复合氧化物掺杂剂的抗还原BCTZ系陶瓷的制备和介电性质研究[A];中国电子学会第十三届电子元件学术年会论文集[C];2004年
4 张婷婷;王有亮;宋雪梅;汪浩;严辉;;稀土锡酸盐系列复合氧化物Ln_2Sn_2O_7(Ln=Y,La,Pr—Yb)的合成与振动光谱研究[A];第十四届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2007年
5 王仲鹏;王晓;王姿姿;王力;李倩;张昭良;;La/Cu掺杂LDH衍生复合氧化物催化去除碳烟和NO_x[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
6 刘长春;於俊杰;程杰;何绪文;郝郑平;;Ce_(1-x)Co_x复合氧化物甲烷催化燃烧性能的研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(下)[C];2007年
7 张天舒;沈瑜生;;锌、锡复合氧化物的制备、相组成与气敏特性间的关系[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
8 王晓杰;宋宇;于春玲;李煌;王永为;;钙钛矿复合氧化物锰酸盐的水热合成[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(下)[C];2007年
9 张恒彬;李熙;徐宝琨;赵慕愚;;复合氧化物纳米晶固体材料的热敏的考察(Ⅰ)[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
10 莫尊理;孙银霞;王坤杰;陈红;;纳米复合氧化物的研究进展[A];甘肃省化学会成立六十周年学术报告会暨二十三届年会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 潘未末;年创产值20亿 气凝胶蕴含惊人商机[N];深圳特区报;2009年
2 黄晓;一种钛基复合氧化物粉体的制备方法[N];中国有色金属报;2002年
3 蔡忠仁;纳米多孔SiO_(2)气凝胶高效隔热[N];中国化工报;2009年
4 陈文;高科技保温绝热新品受关注[N];工人日报;2009年
5 记者 朱馨;我省企业主动出击深圳高交会[N];浙江日报;2008年
6 成清;奥运工程青睐纳米材料[N];中国有色金属报;2003年
7 何屹;“勇气”号有九只眼[N];科技日报;2004年
8 廖建国;钢包用碱性滑动水口的开发[N];世界金属导报;2004年
9 陈业广 朱嘉;上海跃龙成功开发新型铈锆复合氧化物[N];中国有色金属报;2002年
10 罗海基 供;三洋电机开发LIB电池[N];中国有色金属报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 武志刚;ZrO_2和ZrO_2-SiO_2复合氧化物气凝胶的制备、表征及其应用[D];山西大学;2004年
2 范印波;二氧化铬基复合氧化物的高温高压合成及其输运性质研究[D];吉林大学;2013年
3 李宏峰;高表面积铈基复合氧化物的制备与催化氧化性能研究[D];华东理工大学;2011年
4 姜艳秋;壳壁上具有介孔的复合氧化物中空球的合成与表征[D];吉林大学;2005年
5 刘凤敏;SnO_2及其复合氧化物气体传感器的修饰改性研究[D];吉林大学;2005年
6 王韵芳;钛硅复合氧化物的制备及在微污染水处理中的应用研究[D];太原理工大学;2011年
7 郭建军;复合氧化物负载的镍基催化剂上甲烷二氧化碳重整反应及其机理研究[D];浙江大学;2005年
8 乔东升;铈基复合氧化物的制备及对甲烷和CO氧化反应的催化性能研究[D];华东理工大学;2011年
9 何飞;SiO_2和SiO_2-Al_2O_3复合干凝胶超级隔热材料的制备与表征[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 徐壁;基于纳米结构ZnO、SiO_2的功能棉制品及新型气凝胶的制备与应用性能[D];东华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 卢周广;锆酸盐、锡酸盐系列复合氧化物超细粉体材料的调控合成、结构与性能研究[D];中南大学;2004年
2 向龙;固相配位前驱体法合成纳米复合氧化物[D];新疆大学;2002年
3 赵锋;含锰复合氧化物的制备及其NO催化氧化性能[D];上海交通大学;2010年
4 郭文锋;La_(1-x)Ca_xCrO_3钙钛矿型复合氧化物的GNP法合成与性能研究[D];武汉理工大学;2004年
5 郭明;CeO_2基复合氧化物氧缺位的Raman光谱研究[D];浙江师范大学;2010年
6 于兰;钙钛矿型复合氧化物的合成及性质分析[D];吉林大学;2010年
7 王群涛;复合氧化物净化柴油机排气污染物研究[D];武汉理工大学;2010年
8 陈建龙;纳米氧化铋和复合氧化物铜酸镧的制备及表征[D];南京理工大学;2003年
9 高贵勇;钙钛矿型天然气催化燃烧催化剂的制备及耐热性研究[D];郑州大学;2005年
10 于娜;静电纺丝技术制备无机复合纳米纤维材料[D];东北师范大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026