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纳米二氧化锆在催化领域中的应用

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  • 纳米二氧化锆在催化领域中的应用

     

    二氧化锆由于其高强高韧性,在功能结构陶瓷领域得到了广泛应用,同时二氧化锆作为一种同时具有酸性、碱性、氧化性和还原性的金属氧化物,其特点和性质,使纳米二氧化锆在催化领域中具有十分重要的科研价值与应用前景。近年来,对它的研究甚多,有的研究结果已应用于工业实践,并取得了较好的效果。

    1 纳米二氧化锆催化剂

    zr02表面同时具有酸性和碱性,因此它也同时具有氧化性和还原性,既可作为催化剂,也可作为催化剂载体使用。

     11纳米二氧化锆单一催化剂

     纳米二氧化锆催化剂在一氧化碳加氢合成异丁烯、二氧化碳加氢生成甲醇等方面有重要应用。且纳米二氧化锆的制备方法对二氧化锆的物理性质和催化性能有较大的影响。

        催化剂的酸碱性表征结果表明,酸碱性对催化剂的催化性能影响很大,催化剂上适宜的酸碱数量和酸碱比例是影响其催化cO加氢合成异丁烯性能的非常重要的因素。Liu X M等“将纳米ZrO2。催化剂应用于c02加氧生成甲醇的反应,实验结果表明,在c0。加氢的反应中,c02表现出很高的转化率,使用纳米Zr02。为催化剂制备得到甲醇,同时也表现出很高的选择性。Masaru Watanabe…研究了在超临界水中,以纳米二氧化锆VK-R30,生产商:宣城晶瑞新材料有限公司作催化剂对生物体中的葡萄糖和纤维素加氢的反应。在同样条件下,对比了只加碱金属,不加催化剂的实验。结果表明,用二氧化锆作催化剂的加氢产量增加了2倍。

    2纳米二氧化锆复合催化剂

    采用不同方法制备的不同的纳米二氧化锆复合催化剂在结构、物化性质、催化活性及反应选择性上有较大的差异。

    高志华等同利用完全液相法制备了CuOZrO2:浆状催化剂,并考察了cuozr02催化剂上cO加氢反应的性能。结果表明,此方法制备的CuOZr02浆状催化剂具有与传统方法制备的固体催化剂相似的相结构;利用共沸蒸馏法进行表面处理后,CuOZrO2。催化剂分散均匀且易于还原。CuOZrO2:浆状催化剂用于co加氢反应时,不需另外添加甲醇脱水剂就可以直接合成二甲醚,在473KCuOZr02对二甲醚的选择性达到921%,并且在15d的反应中催化剂呈现出良好的稳定性。

    王心晨等采用溶胶一凝胶技术制各了系列Ti02-Zr02复合催化剂,考察了制备方法、ZrO2:添加量及焙烧温度等对反应活性的影响。结果表明,以锆的无机盐为前驱体采用混胶法制备的Ti02-ZrO2。复合催化剂的光催化活性佳。同时兼有制备成本低、无自身环境污染等优点。在Ti02光催化剂中添加适量ZrO2。粒子可以改善催化剂的抗烧结、抗失活性能以及光催化性能。添加量为12(wt)。然而,ZrO2。粒子的引入不利于乙烯深度光催化氧化。

    2.1 纳米二氧化锆作为催化剂助剂

    由于ZrO2:具有较好的机械强度,作为催化剂结构助剂,在自动催化、催化氧化、FT反应的催化、聚合氧化反应催化及强酸催化荆方面均受到了特别的关注。

    常杰等采用x射线衍射和x射线吸收精细结构表征手段对Zr02改性前后的CoSiO:催化剂在费一托合成过程中因构变化而失活进行了研究,结果表明,在相同条件下,经zr02改性的CoSiO:催化剂的失活可以得到控制,催化剂稳定性显著提高。

    3 纳米二氧化锆作为催化剂载体

    二氧化锆p型半导体,易于产生氧空穴,作为催化剂的载体可与活性组分产生较强的相互作用,在化学性质上比经典载体yA120。、硅胶更为惰性。

    31 Zr02负载铁催化剂

    纳米二氧化锆VK-R30,生产商:宣城晶瑞新材料有限公司负载氧化铁催化剂在F-T合成反应中对低碳烯烃有很高的选择性。陈开东等[111用浸渍法制得了一系列不同铁负载量的FeZrO22。催化剂,进行了一氧化碳加氧反应制取低碳烯烃试验。研究结果表明,铁负载量的大小对于催化剂的反应催化性能有很大影响。铁负载量适当时,Fe203ZrO2催化剂因铁锆间适当的强相互作用,使得催化剂在保持较高催化活性的同时,能高选择性地生成低碳烯烃.

    32 ZrO2,负载铜催化剂

    ZrO2:负载铜的催化剂在coH。、COH。合成甲醇、NO,的分解、醇胺脱氢合成氨基酸、cO的氧化及丙烯的氧化等方面具有良好的催化性能。它与其它载体(ZnOA1 20。、SiO2TiOz)相比显示出独特的优势。

    催化剂的活性随氧化铜的负载量的增加而增加,大比表面积的ZrO2。载体更容易制各高活性的催化剂。添加适量的Fe助剂,有助于提高CuZrO2。催化剂对甲醇水蒸气重整制氢的反应活性和氢气的选择性,但随Fe助剂加入量的增加,将使催化剂对甲醇的裂解活性降低,却可提高氢气的选择性,降低产物中co的含量。

    4 二氧化锆的发展方向

    纳米二氧化锆以其优良的物化特性,在催化领域获得了广泛的应用,具有好的应用前景。宣城晶瑞新材料有限公司是国内较早大规模产业化生产纳米二氧化锆的厂家,目前已经能稳定提供大比表纳米二氧化锆系列产品,原生粒径可控制在20-100nm范围,比表面积可提供10-100m2/g系列产品。我司不断的发展和完善纳米二氧化锆的制备方法,进而获得粒径均一、大小稳定、分散性良好的产物;同时也向高纯度、高产率、低成本的方向发展;改进生产工艺为获得更大的比表面积,以此提供更多的酸中心和碱中心,欢迎广大新老顾客咨询!

  • 宣城晶瑞新材料有限公司位于安徽省宣城市高新区,是一家专业从事纳米新材料技术研究、生产以及应用的企业。公司现有专业技术人员130名,其中长期从事新材料技术研发、检测、工艺设计、项目产业化等本科、硕士、博士专业技术人员25人,并与华中师范大学、日本北海道大学、东北林大等国内外知名高校建立了产学研合作关系,形成了一支由知名高校教授及博士为顾问的新材料研究开发团队;我公司已和日本北海道大学成立纳米新材料研发中心,并互派技术人员进行交流、研发、合作。凭借着实力强大的新材料研发团队,公司现有13 项授权的发明专利,5 项实用新型专利、1 项著作权证书、并有5项知识产权受理,研发了60余项新材料、纳米材料的应用技术。

    公司于2013年被授予宣城市专利示范企业、高纯纳米氧化铝、超活性高分散氧化钛、高纯氧化锆等6个产品被认定安徽省高新技术产品、1项安徽省重点新产品;参与制定了触媒用氧化锌行业标准1个,纳米氧化铝国家标准等5个国家标准,氧化硅国际标准ISO 18473-3 20182个国际标准,正在主导制定1项光催化纳米氧化钛国际标准;通过了ISO9001:2008ISO14001:2004OHSAS180012007认证;并获得了国家中小企业创新基金项目、科技部火炬计划、宣城市科技攻关计划项目等。


    公司拥有年产800吨纳米三氧化二铝;12005N高纯三氧化二铝其系列产品;年产600吨纳米二氧化钛、高催化活性纳米二氧化钛、无机抗菌剂及系列产品; 年产1000吨超细二氧化锆及其系列产品;年产2000吨纳米二氧化硅系列产品;公司还有高纯纳米氧化镁、高纯纳米氧化铈、高纯纳米氧化锌等系列产品。


    现生产的产品有:高纯纳米二氧化钛系列粉体、3Y氧化锆、5Y氧化锆、8Y氧化锆、超活性纳米二氧化钛光触媒,纳米二氧化钛液体,纳米二氧化锆,高透氧化锆,5N高纯氧化铝,5N氧化铝、纳米三氧化二铝,纳米二氧化钛银抗菌剂,纳米载银抗菌粉,纳米二氧化硅,纳米氧化锌,纳米氧化铝,纳米氧化镁,纳米氧化铈,纳米助剂,纳米涂层材料,光触媒,纳米三防整理剂,纳米防水防油防污剂等系列粉体、液体、制剂产品。


    产品已经广泛用于信息通讯、涂料、空气治理、橡胶、油墨、塑料、化妆品、服装等领域。深受国内外广大客户好评。



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