TiO2納米管與ZrO2復(fù)合氧化物的制備及其應(yīng)用.pdf

1、傳統(tǒng)的液體酸存在廢酸處理，設(shè)備腐蝕，分離以及工藝連續(xù)化等一系列問題，以固體酸催化劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的污染嚴重的液體酸催化劑是目前酸催化研究的一個方向。為了研究TiO2納米管與ZrO2復(fù)合固體酸性質(zhì)，首先采用溶膠–凝膠法制備TiO2納米顆粒，水熱法制備TiO2納米管，然后利用蒸發(fā)的方法制備了負載ZrO2的TiO2納米管，最后采用浸漬H2SO4的方法制備硫酸化負載ZrO2的TiO2納米管(SO42–/ZrO2-TNTs)。
　　通過XRD，T

2、EM，SEM，EDS，NH3-TPD，F(xiàn)T-IR，N2等溫吸附–解吸等手段對制備的SO42–/ZrO2-TNTs固體酸的結(jié)構(gòu)和酸性進行表征。以SO42–/ZrO2-TNTs為催化劑催化甲苯選擇性單硝化反應(yīng)，通過ZrO2的負載量，硝酸用量，乙酸酐用量，反應(yīng)時間，反應(yīng)溫度，催化劑的壽命等方面對催化劑的活性進行研究。結(jié)果表明：SO42–/ZrO2-TNTs固體酸晶體結(jié)構(gòu)以ZrTiO4晶型為主；酸性中心數(shù)量較SO42–/ZrO2、SO42–/T

3、iO2、SO42–/ZrO2-TiO2固體酸為多，約為1.839mmol/g；超強酸性強度大于ZrO2固體酸，NH3脫附超強酸性中心溫度約為910K；該固體酸是一種優(yōu)良的甲苯選擇性硝化催化劑；Ti和Zr的原子比為2的固體酸催化劑具有最高的催化活性；最佳反應(yīng)溫度為70℃；最佳反應(yīng)時間為25min；固體酸催化劑具有良好的重復(fù)性和再生的性能，催化劑經(jīng)十四次重復(fù)使用后仍可實現(xiàn)再生，且催化劑的活性基本保持不變。
　　為了進一步研究TiO2納

4、米管與ZrO2的復(fù)合固體酸，我們以溶膠–凝膠法制備了Zr摻雜的TiO2納米顆粒，采用水熱法制備Zr摻雜的TiO2納米管，以酸洗的方式制備了質(zhì)子化Zr摻雜的TiO2納米管。
　　通過XRD，TEM，N2等溫吸附–解吸，BET，有機胺滴定法，F(xiàn)T-IR等方法對質(zhì)子化Zr摻雜的TiO2納米管固體酸的酸性和結(jié)構(gòu)進行表征，以苯和氯化芐F–C烷基化制備二苯甲烷的反應(yīng)為目標(biāo)反應(yīng)考察催化劑的催化性能。結(jié)果顯示：水熱處理前結(jié)晶較好，且只有當(dāng)Zr摻雜