硅溶胶制备催化裂化催化剂的凝胶及性能研究

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硅溶胶的制备及其影响因素

硅溶胶的制备及其影响因素

科技视界Science &Technology Vision科技视界0引言硅溶胶是二氧化硅的胶体粒子分散于水中或溶剂中的一种胶体溶液,又名硅酸溶液或二氧化硅水溶液[1]。

根据pH 值的不同硅溶胶分为酸性硅溶胶和碱性硅溶胶。

其基本成分为无定型的二氧化硅,分子式mSiO 2·nH 2O ,胶团结构如图1所示。

图1胶团结构示意图硅溶胶含有大量的水合胶体,这些胶体呈化学惰性,因此硅溶胶无臭、无味、无化学腐蚀;硅溶胶的胶团为纳米级别,具有较大的比表面积和吸附能力,使得硅溶胶具有较好的粘结性、亲水性和憎油性。

与此同时,硅溶胶还具有较好的分散性以及良好的透光性。

这一系列优异的性能使得硅溶胶得到人们的关注并广泛应用于涂料、粘结剂、耐火绝热材料、纺织、冶金精铸、制药等行业[2-4]。

1溶胶—凝胶法制备硅溶胶溶胶-凝胶法以金属醇盐或其化合物为原料,在酸性或碱性催化剂的作用下,进行水解缩聚反应,使溶液由溶胶变为凝胶。

其制备过程是醇盐的水解与聚合同时反应的物理化学过程。

实验室利用溶胶-凝胶法制备硅溶胶一般是以正硅酸乙酯(TEOS )为前驱体,乙醇为溶剂,酸或碱为催化剂,DMF(N-N —二甲基甲酰胺)为添加剂,去离子水,按一定比例混合,在一定温度下搅拌制得硅溶胶[5]。

正硅酸乙酯在不同的水解条件下进行水解和缩合,得到的产物有所不同。

完全水解时生成二氧化硅和乙醇,不完全水解的情况下则有中间产物存在[5-12]。

硅溶胶反应过程:(1)水解正硅酸乙酯(TEOS )在水中的水解反应如式(1)所示[14-16]:(C 2H 5O)3Si-O C 2H 5+H 2O →(C 2H 5O)3Si-OH+C 2H 5OH (1)根据催化剂的不同,水解反应又可分为亲电性取代和亲核性取代,当酸作催化剂时发生亲电性取代,水解速率与H +成正比,具体取代过程如下:在酸的催化条件下,H +首先进攻正硅酸乙酯分子中的一个OR 基团并使之质子化,造成电子云向该OR 集团偏移,使硅原子核的另一侧面空隙加大并呈亲电子性,因此,负电性较强的阴离子得以进攻硅离子,使TEOS 水解。

硅溶胶用途

硅溶胶用途

硅溶胶用途
硅溶胶是一种由硅酸盐凝胶化而成的材料,具有广泛的用途。

它的独特性能使其在各种领域中扮演着重要的角色。

硅溶胶在工业领域中被广泛应用。

由于其高比表面积和优良的吸附性能,硅溶胶被用作催化剂的载体。

它可以用于制备各种催化剂,如金属催化剂、酸催化剂和酶催化剂等。

硅溶胶还可以用于制备高温防腐涂料,以保护金属表面免受高温氧化和腐蚀的侵害。

此外,硅溶胶还被广泛应用于电子行业,用于制备电子元件的绝缘材料和封装材料,以提高元件的可靠性和稳定性。

硅溶胶在生物医药领域中有着重要的应用。

硅溶胶可以作为药物缓释系统的载体,用于控制药物的释放速率和提高药物的稳定性。

此外,硅溶胶还可以用于制备生物传感器,用于检测生物分子的存在和浓度。

硅溶胶的高比表面积和孔隙结构使其具有较强的吸附能力,可以用于分离和纯化生物分子。

硅溶胶还在环境保护领域中发挥着重要作用。

硅溶胶可以用于吸附和去除水中的重金属离子、有机污染物和色素等有害物质。

由于其高吸附能力和较大的比表面积,硅溶胶可以有效地提高水质净化效率。

硅溶胶还在日常生活中有一些应用。

例如,硅溶胶可以用于制备防潮剂和湿度计。

由于其强大的吸湿能力,硅溶胶可以吸附空气中的
湿气,保持某些物品的干燥。

此外,硅溶胶还可以用于制备防火材料,提高建筑物的抗火性能。

硅溶胶具有广泛的应用领域,从工业到生物医药,从环境保护到日常生活,都发挥着重要作用。

随着科学技术的不断发展,硅溶胶的应用前景将会更加广阔。

我们相信,在不久的将来,硅溶胶将会在更多领域中展现其独特的应用价值。

硅溶胶的反应动力学方程

硅溶胶的反应动力学方程

硅溶胶的反应动力学方程硅溶胶是一种重要的无机材料,广泛应用于催化、吸附、分离、传感、光学、电子等领域。

其反应动力学方程的研究对于深入理解其制备过程和性能优化具有重要意义。

本文将从硅溶胶的制备、反应动力学原理、动力学方程及其应用等方面进行阐述。

一、硅溶胶的制备硅溶胶是一种由硅酸盐溶解后水解形成的胶体,其制备过程主要分为溶胶制备和凝胶制备两个阶段。

溶胶制备是指通过化学反应使得硅酸盐发生水解、聚合反应形成胶体,一般采用硅酸钠和硝酸铵为原料,在酸性条件下,通过加热和搅拌使反应进行,最终得到硅溶胶。

凝胶制备是指将硅溶胶在一定的条件下进行凝胶化反应,使得胶体逐渐变为固体凝胶,一般采用孔隙形成剂或者表面活性剂等方法进行控制,最终得到硅凝胶。

二、反应动力学原理反应动力学是研究化学反应速率和反应机理的科学,其基本原理是在反应过程中,反应物分子之间发生碰撞,形成中间体和过渡态,最终生成产物。

反应速率受到多种因素的影响,包括反应物浓度、温度、催化剂等。

硅溶胶的反应动力学研究主要涉及到其制备过程中的水解和聚合反应,以及硅凝胶的成熟过程。

水解反应是指硅酸盐在酸性条件下水解成为硅酸,聚合反应是指硅酸分子之间发生缩合反应,形成硅氧键,最终形成硅酸根离子。

硅凝胶的成熟过程是指硅凝胶在一定条件下进行烘干和煅烧等处理,使得其孔隙结构逐渐形成,从而具有一定的吸附和催化性能。

三、硅溶胶的反应动力学方程硅溶胶的反应动力学方程是指描述其水解和聚合反应速率的数学模型,其一般形式为:r=k[A]^m[B]^n其中,r表示反应速率,k为反应速率常数,[A]和[B]分别表示反应物A和B的浓度,m和n为反应物的反应级数。

对于硅溶胶的水解反应,其反应速率方程为:r=k[Si(OH)4]^1其中,[Si(OH)4]为硅酸的浓度,反应级数为1。

对于硅溶胶的聚合反应,其反应速率方程为:r=k[Si(OH)4]^n其中,n为聚合度,反应级数为n。

硅凝胶的成熟过程中,其反应速率方程为:r=k[A]^(m-1/2)[B]^(n-1/2)其中,[A]和[B]分别表示反应物的浓度,m和n为反应物的反应级数。

溶胶_凝胶法制备TiO_2及其光催化性能研究

溶胶_凝胶法制备TiO_2及其光催化性能研究

Vol 137No 13・72・化 工 新 型 材 料N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第37卷第3期2009年3月基金项目:江苏省生态环境材料重点实验室开放基金(XKY2007002)作者简介:王旭(1974-),男,硕士,讲师,从事功能材料的研究。

溶胶2凝胶法制备TiO 2及其光催化性能研究王 旭 程俊华 陈嘉兴(盐城工学院材料工程学院,盐城224009)摘 要 采用溶胶2凝胶法制备TiO 2,以甲基橙为模型污染物,考察了影响TiO 2光催化活性的主要因素,并采用SEM 和XRD 等方法对样品进行了表征。

结果表明:在450℃下煅烧2h 后,可以制得具有较高光催化活性的TiO 2粉末。

当甲基橙溶液中TiO 2的质量浓度为1.0g/L 时,光催化效果最佳;TiO 2粉末主要具有锐钛矿型晶体结构。

关键词 溶胶2凝胶法,TiO 2粉末,光催化Study on photocatalytic activity of TiO 2prepared by sol 2gel methodWang Xu Cheng J unhua Chen Jiaxing(School of Materials Engineering ,Yancheng Instit ute of Technology ,Yancheng 224009)Abstract TiO 2powder was prepared by sol 2gel method.It was determined the influencing factors by the methyl or 2ange as model pollutants.The obtained TiO 2were characterized though XRD ,SEM ,etc.The results showed that TiO 2ex 2presses optimal photocatalytic activity when the powder was calcinated for 2hours at 450℃and the proper dosage of TiO 2was 110g /L ,and the prepared TiO 2powder was anatase phase.K ey w ords sol 2gel method ,TiO 2powder ,photo catalysis TiO 2作为一种新型多功能材料,以其无毒、光催化活性高、稳定性高、氧化能力强、能耗低、可重复使用等优点而成为最优良的光催化材料[1]。

溶胶-凝胶法制备N掺杂FeVO4及其光催化性能研究

溶胶-凝胶法制备N掺杂FeVO4及其光催化性能研究
王 敏 等 : 溶 胶一 凝胶法制备 N掺杂 F e VO 及 其 光 催 化 性 能 研 究
文 章编 号 : 1 0 0 1 ~ 9 7 3 1 ( 2 0 1 3 ) 增刊( Ⅱ) 一 0 2 4 1 — 0 5
溶胶 一 凝胶 法 制 备 N 掺 杂 F e VO4 及 其 光 催 化 性 能 研 究
N 取代 了 F e VO 晶 格 中 。 形 成 了 N —F e —O键 , 产
入 复合 中心 , 降低 其光催 化 活性 l 1 H ] , 因而成 为 主要 的 掺 杂手 段 。 目前 已有 各 种 T i O 掺 N 方法 的报 道 , 但
钒 酸盐 类掺 N 未见 报道 。 本 文 以玉米秸 秆为模 板 , 采用 溶 胶一 凝胶 法 制 备 了
1 引 言
目前 , 钒 酸盐 作为 一种 新型 功能 材料 , 引起 了人 们 的高 度 重 视 。B i VO4 、 C e VO4 、 L a VO4 、 P r VO4 、 Gd — VO 和 Nd VO l 】 等钒 酸盐 已被用 于光 催化 、 锂 电 池、 气敏 组件 、 太 阳能 电池 、 光导 纤 维 等 领 域 , 其中 F e — VO 是 一种 稳 定 性 和 选 择 性 同时 可 降解 有 机 污 染 物 的光 催化 剂 。F e VO 是 一 种 n 一 型半 导 体 [ 5 ] , 主要 有 4
NH VO。 柠檬 酸混 合溶 液 中 , 并 加 入 不 同量 的六 次 甲 基 四胺 7 " / ( N) / n( F e ) 分别为 1 2 、 1 4 、 1 5 、 1 8 和
2 O , 搅 拌均 匀 , 并 用 稀 氨水 调节 p H 值至 6 . 5左 右 ,
( 5 . 5 ~9 . O ) , 均 为 国产 分 析 纯 。

硅溶胶的酸碱催化

硅溶胶的酸碱催化

硅溶胶的酸碱催化
硅溶胶是一种常见的无机材料,具有高表面积和良好的化学稳定性,因此被广泛用于吸附、催化和材料制备等领域。

其中,硅溶胶作为酸碱催化剂的应用受到了广泛关注。

硅溶胶具有一定的酸性和碱性,并且可以通过控制其结构和化学组成来调节其酸碱性质。

其中,硅溶胶表面的羟基(-OH)和硅氧键(Si-O-Si)可作为酸性中心,而氨基(-NH2)和氧化钛(TiO2)等物质则常用作碱性中心。

硅溶胶的酸碱催化作用涵盖了许多重要反应。

例如,硅溶胶酸催化剂可以催化酯化、羰基化、缩合和裂解等反应;而硅溶胶碱催化剂则常用于氧化、环化和加成等反应。

值得注意的是,硅溶胶的酸碱催化机制非常复杂,主要涉及到酸碱中心的形成、活化和反应等过程。

因此,在设计和合成硅溶胶催化剂时,需要充分考虑材料的结构、组成、表面性质和反应条件等因素。

总之,硅溶胶作为一种重要的酸碱催化剂,在化学合成、环境保护和能源转化等领域具有广泛的应用前景。

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聚丙烯酸与纳米硅溶胶制备SiO2气凝胶的保温性能研究

聚丙烯酸与纳米硅溶胶制备SiO2气凝胶的保温性能研究韦平(亚士创能科技(上海)股份有限公司上海 201707)摘要:SiO2气凝胶是一种具有三维空间微小网络结构,气孔率高,密度小的多孔轻质材料,具有良好的保温性能[1],二水甲酸钠作为分子量调节剂,过硫酸钾作为引发剂,聚合出分子量适宜的聚丙烯酸(PAA);以KH-560为偶联剂,将聚合好的PPA与纳米硅溶胶进行杂化,经过陈化干燥得到杂化凝胶;经过煅烧除去水分和烧掉有机组分,从而制备了比重较小的SiO2气凝胶。

关键词:聚丙烯酸;杂化溶胶;溶胶凝胶法;SiO2气凝胶;保温性能Abstract:SiO2 aerogel is a kind of materials with three-dimensional micro-network structure, high porosity,low density, lightweight and good insulation properties. Sodium dihydrate as molecular weight regulator,potassium persulfate as initiating agent, prepare the appropriate molecular weight polyacrylic acid(PAA); KH-560 as the coupling agent, hybrid PPA and nano-silica to dried hybrid gel through aging; finally,remove water and burn the organic components by calcining to obtain the SiO2 aerogel with low density. Key words:acrklic acid;hybrid sol;sol-gel method;SiO2aerogels;thermal insulstion propertiesSiO2气凝胶是一种具有纳米结构的多孔轻质固体材料,拥有高通透性的圆筒形多分枝孔和纳米骨架组成的三维空间纳米网络结构[2]。

超细硅溶胶

超细硅溶胶超细硅溶胶是一种具有广泛应用价值的材料,它在技术领域有着重要的作用。

这种材料具有许多优点,例如高比表面积、高孔隙体积、优异的化学稳定性和热稳定性等。

因此,超细硅溶胶被广泛应用于催化剂、吸附剂、分离膜、储能材料等领域。

超细硅溶胶由纳米级二氧化硅颗粒组成,其粒径范围从几纳米到几十纳米。

这种材料非常细腻,其特殊的结构使其具有较高的比表面积,通常可以达到几百平方米/克。

相比之下,一般二氧化硅颗粒比较粗糙,其比表面积通常只有几十平方米/克。

高比表面积是超细硅溶胶的一大优势。

它可以提供更多的活性表面,因此在催化剂和吸附剂中有着广泛的应用。

在催化剂中,超细硅溶胶作为载体可以增加催化剂的固定相,提高催化剂的活性。

在吸附剂中,超细硅溶胶可以吸附和分离气体或液体中的某些成分,具有重要的实际应用价值。

此外,超细硅溶胶还具有高孔隙体积的特点。

孔隙是材料中的微观空隙,可以提供更大的吸附容量和更快的吸附速度。

在分离膜和吸附材料中,超细硅溶胶的高孔隙体积可以提供更大的分离面积和更高的吸附容量,因此在气体和液体的分离和纯化中有着重要的应用潜力。

超细硅溶胶还具有优异的化学稳定性和热稳定性。

由于其特殊的结构和成分,超细硅溶胶可以在各种化学环境和高温条件下稳定存在,不易发生化学反应或失去活性。

这使得超细硅溶胶可以在高温催化反应和高温分离过程中发挥重要作用。

在能源领域,超细硅溶胶也有着广泛的应用前景。

它可以作为储能材料,用于制备超级电容器和锂离子电池等高性能电池。

超细硅溶胶的高比表面积和高孔隙体积可以提供更大的电荷储存容量和更快的充放电速度,因此在电池领域有着重要的应用潜力。

总之,超细硅溶胶是一种具有广泛应用潜力的材料。

它的高比表面积、高孔隙体积、优异的化学稳定性和热稳定性等特点使得它在催化剂、吸附剂、分离膜、储能材料等领域有着重要的作用。

随着科技的不断进步,相信超细硅溶胶在更多领域中的应用还将不断扩展。

高纯硅溶胶制备及在加氢精制催化剂中的应用

第48卷第12期 2016年12月 无机盐工业 

INORGANIC CHEMICALS INDUSTRY Vo1.48 No.12 

Dec.,2016 

高纯硅溶胶制备及在加氢精制催化剂中的应用 周靖辉,胡毅。于海斌,孙彦民,刘峰。季超 (中海油天津化工研究设计院有限公司.天津300131) 

摘要:以市售硅溶胶为晶种,水玻璃为原料,采用离子交换及络合除杂等方法,制备了粒径为2O 24 nm、质量 分数为40%的高纯硅溶胶。分析了硅溶胶制备过程中的主要影响因素,即晶种浓度、反应过程pH、除杂过程络合剂 选型。通过透射电镜(TEM)、纳米激光粒度仪、比表面积测试(BET)等方法对制备的高纯硅溶胶进行了分析。实验结 果证明了该制备工艺的可行性。测试了制备的高纯硅溶胶在加氢精制催化剂中的应用效果 关键词:水玻璃;硅溶胶;晶种浓度;反应pH 中图分类号:TQ127.2 文献标识码:A 文章编号:1006--4990(2016)12—0089—03 

Preparation of high purity silica sol and its application in hydrofining catalyst Zhou jinghui,Hu Yi,Yu Haibin,Sun Yanmin,Liu Feng,ji Chao (CenerTechTianjinChemicalResearch andDesignInstitute Co.,Ltd.,Tianjin 300131,China) 

Abstract:With commercially available silica sol as the crystal seed and sodium silicate as raw material,a high・purity silica sol with 20-24 nm in particle size and with 40%in mass fraction was prepared by ion exchange and complexing purification method.The main influencing ̄ctom,such as seed concentration,reaction pH,and impurity removal,in the preparation pro- cess ofsilica sol were analyzed.The prepared product was analyzed by transmission electron microscope(TEM),nano zetasizer, and BET.The experimental results proved the feasibility of the process,and their application effect in hydrofining catalysts was alSO tested. Key words:sodium silicate;silica sol;seed concentration;reaction pH 

溶胶制备纯化及性质实验报告

溶胶制备纯化及性质实验报告【摘要】溶胶制备纯化及性质是一种有效的纳米材料制备方法,本实验通过溶胶法制备二氧化硅纳米材料并进行纯化处理,然后对其物理性质进行表征。

结果表明,本实验成功地制备了具有良好分散性和结晶度的二氧化硅纳米材料,并且其比表面积较大,对吸附有良好的能力。

【关键词】溶胶制备纯化;二氧化硅;纳米材料;物理性质一、引言溶胶制备纯化是一种重要的纳米材料制备方法,通过适当的溶液处理,可以制备出具有良好粒径分散性的纳米材料。

二氧化硅是一种常见的纳米材料,具有良好的光学、电学和热学性质,因此在各个领域有广泛的应用。

本实验通过溶胶制备纯化方法,制备二氧化硅纳米材料,并对其进行物理性质表征。

二、实验方法1.溶胶制备:将硅酸四乙酯(TEOS)溶解在无水乙醇中,同时加入适量的盐酸催化剂,搅拌均匀,得到溶胶。

2.纯化处理:将溶胶置于恒温槽中,加热至80℃,保持一定时间,过滤固体沉淀,用去离子水反复洗涤。

3.干燥处理:将洗涤后的固体沉淀放置在烘箱中,采用恒温恒湿条件下烘干,得到纯净的二氧化硅纳米材料。

4.物性表征:利用扫描电子显微镜(SEM)观察样品表面形貌和颗粒分布;利用X射线衍射(XRD)分析样品的晶体结构和结晶度;利用比表面积分析仪(BET)测定样品的比表面积。

三、结果与讨论通过SEM观察样品表面形貌,可以看出制备的二氧化硅纳米材料颗粒呈现均匀分散,并且颗粒大小相对较小。

这是因为溶胶制备方法能够在溶液中形成稳定的胶体颗粒,并通过纯化处理去除杂质,从而得到粒径均一的纳米材料。

XRD分析结果显示,制备的二氧化硅纳米材料具有较高的结晶度。

这是因为溶胶制备过程中,TEOS通过水解反应生成二氧化硅团簇,经过纯化处理后,团簇会聚集并形成大颗粒,从而提高了材料的结晶度。

BET测试结果表明,制备的二氧化硅纳米材料具有较大的比表面积。

这是因为纳米材料具有小颗粒的特点,相对表面积较大,对吸附分子有较好的能力。

这使得二氧化硅纳米材料在吸附、催化等方面有广泛的应用。

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硅溶胶制备催化裂化催化剂的凝胶及性能研究
张涛;黄校亮;丁伟;郑云锋;许鹏;左少卿;高雄厚
【期刊名称】《石化技术与应用》
【年(卷),期】2017(035)002
【摘要】分别以酸、碱性硅溶胶为黏结剂制备催化裂化(FCC)催化剂,考察了催化剂制备过程中发生的凝胶现象及其原因,并将未发生凝胶的硅基黏结剂催化剂与铝基黏结剂催化剂进行了性能对比分析.结果表明:无论如何改变分子筛、硅溶胶、拟薄水铝石、盐酸等的加料顺序,均会发生凝胶;但不加入盐酸或拟薄水铝石,则不会发生凝胶;铝离子的存在是导致碱性硅溶胶发生凝胶的原因,但不引发酸性硅溶胶发生凝胶;电解质浓度过大是导致酸、碱性硅溶胶发生凝胶的共同原因;硅基黏结剂催化剂较铝基黏结剂催化剂的比表面积和B酸、L酸的总酸量均更大.
【总页数】5页(P112-115,118)
【作者】张涛;黄校亮;丁伟;郑云锋;许鹏;左少卿;高雄厚
【作者单位】兰州交通大学化学与生物工程学院,甘肃兰州730070;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;兰州交通大学化学与生物工程学院,甘肃兰州730070;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;兰州交通大学化学与生物工程学院,甘肃兰州730070;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;中国石油石油化工研究院,北京100083
【正文语种】中文
【中图分类】TE624.9+1
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2.低成本原位晶化型催化裂化催化剂的制备及性能研究 [J], 田爱珍; 宗鹏; 孟凡芳; 赵红娟; 杨周侠; 张忠东
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4.改性硅溶胶/聚丙烯酸酯复合乳液的制备及性能研究 [J], 鲁沁;皮艳;赖科言;付义纯;王国顺;叶代勇
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