Bi2O3/Bi2WO6异质结光催化剂的制备及其活性

采用一步水热法,制备了具有高效光催化活性的Bi₂O₃/Bi₂WO₆异质结催化剂。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）和N2物理吸附（BET）等技术对催化剂样品进行表征,分析了不同Bi₂O₃负载量Bi₂O₃/Bi₂WO₆催化剂样品的催化活性并进行了光催化机理探究。结果表明：Bi₂O₃/Bi₂WO₆具有典型的异质结构,Bi₂O₃负载于Bi₂WO₆片层结构的表面,两者紧密结合并且没有破坏彼此的物相结构;相比于单体Bi₂WO₆,Bi₂O₃/Bi₂WO₆能有效促进光生电子和空穴的分离,其禁带宽度仅为2.47 eV,具有良好的可见光吸收性能。模拟太阳光活性考察,2 h内Bi₂O₃摩尔分数10%的Bi₂O₃/Bi₂WO₆对10 mg/L罗丹明B溶液光降解效率可高达91.1%。     

钨酸铋的制备及其催化氧化脱硫性能

催化氧化脱硫法因反应条件温和、可高效深度脱除燃料油中二苯并噻吩(DBT)类硫化物,是一种有潜力的非加氢脱硫方法。以钨酸钠和五水合硝酸铋为原料,采用直接沉淀法和水热法制备钨酸铋(Bi₂WO₆)。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、电子扫描显微图像(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)和N₂等温吸附-脱附等分析方法对其结构、组成、表面形貌和比表面积进行表征。分别以DBT、苯并噻吩(BT)、4-甲基-二苯并噻吩(4-MDBT)和4,6-二甲二苯并塞吩(4,6-DMDBT)为代表性硫化物,以正癸烷为溶剂、十四烷为内标物配制含硫模拟油,以制备的Bi₂WO₆为催化剂、过氧化氢(H₂O₂)为氧化剂、乙腈(CH₃CN)为萃取剂构建催化氧化脱硫体系,系统地考察了其催化氧化脱硫性能。结果表明,水热法制备的Bi₂WO₆(BWO-2)表现出较优的脱硫性能。在反应温度...     

Na2WO4-MnxOy/BaTiO3催化剂的制备及其在甲烷氧化偶联反应中的应用

采用浸渍法制备了Na₂WO₄-Mn_xO_y/BaTiO₃催化剂,研究了Na₂WO₄-Mn_xO_y/BaTiO₃催化剂对甲烷氧化偶联反应(OCM的影响,利用SEM,XRD,EDS等分析方法对催化剂进行表征,并与Na₂WO₄-Mn_xO_y/SiO₂催化剂进行对比。实验结果表明,Na₂WO₄-Mn_xO_y/BaTiO₃催化剂的活性组分W和Mn在钛酸钡表面分布均匀,且反应过程中催化剂的结构基本保持不变,在反应温度为800℃、甲烷与氧气摩尔比为1.5时,Na₂WO₄-Mn_xO_y/BaT...     

WO3·n H2O的制备及其催化环氧油酸甲酯的氧化裂解性能

以 Na₂WO₄为前体,制备了 WO₃·0.33H₂O,WO₃·H₂O,WO₃·2H₂O 催化剂,采用制备的催化剂对环氧油酸甲酯(EMO)进行氧化裂解制备了壬醛(N)和壬醛酸甲酯(M);考察了反应温度、反应时间、H₂O₂用量和催化剂用量对 EMO转化率和 N/M 收率的影响。制备了不同硅铝比的 Al-MCM-41 介孔材料作为吸附剂,用于提高催化剂的可重复使用性。实验结果表明,WO₃·H₂O 的催化性能较优,在反应温度 60 ℃、反应时间 45 min、n(EMO)∶n(H₂O₂)∶n(WO₃·H₂O)=1.0∶1.1∶0.4 条件下,EMO 转化率为 97%,N/M 收率为 72%。硅铝比为 50 的 Al-MCM-41 材料为较适宜的吸...     

CdS/CeO2异质结纳米光催化剂催化还原CO2的研究

采用水热法制备CdS/CeO₂异质结纳米光催化剂，并采用X射线粉末衍射、高分辨率透射电子显微镜、紫外-可见光谱等对所合成催化剂的物理化学性质进行表征，评价其光催化CO₂还原性能。结果表明：相比于CdS及CeO₂纳米颗粒，CdS/CeO₂异质结纳米光催化剂可拓宽催化剂的可见光吸收范围，降低带隙，有效延缓电子-空穴对的复合，降低电弧半径及电子-空穴对转移运动电阻，从而提高催化剂的可见光感应范围及光催化活性，证实半导体复合制备的异质结纳米结构可有效提高催化剂光催化还原CO₂的活性；1 mmol Cd(OOCCH₃)₂·2H₂O水溶液中加入100 mg CeO₂纳米颗粒所制备的异质结纳米光催化剂CdCe-100具有最优的光催化CO₂还原性能，在反应时间为10 h时，CO产率为213μmol/g, CH₃OH产率为1 534μmol/g,且重复利用6次时催化...     

梯型BiOBr/In2S3异质结的制备及光催化CO2还原活性

近几年随着社会的发展,环境污染和能源危机等问题愈加严重。半导体光催化技术在污染物降解、环境修复、光催化产氢、CO₂还原等领域的研究受到了人们广泛的关注。本文采用原位水热法制备了梯型BiOBr/In₂S₃异质结复合材料,实验结果表明,梯型Bi OBr/In₂S₃异质结复合材料相较于任意单一的BiOBr、In₂S₃催化剂具有更高的光催化CO₂还原活性。此外,还利用XRD、TEM、紫外可见吸收光谱、光电流等实验表征技术分析了梯型BiOBr/In₂S₃异质结的光催化反应机制。     

CoFe2O4/MCM-41催化剂的制备及其光催化降解亚甲基蓝性能

采用水热法将纳米CoFe₂O₄与MCM-41介孔分子筛复合，制备了CoFe₂O₄/MCM-41光催化剂。通过TG-DTA,XRD,SEM,N₂吸附-脱吸等方法对制备的催化剂进行表征，并以亚甲基蓝染料废水为研究对象，考察了催化剂光催化降解亚甲基蓝的性能。实验结果表明，CoFe₂O₄/MCM-41催化剂仍具有介孔材料的孔道结构，CoFe₂O₄纳米粒子在分子筛孔道或表面均匀分散，呈现尖晶石结构，使CoFe₂O₄/MCM-41复合催化剂具有良好的催化活性。CoFe₂O₄/MCM-41复合催化剂(Co与Si摩尔比为1∶1)在初始染料质量浓度为10 mg/L、溶液pH=7、可见光照射的条件下，2 h内对亚甲基蓝降解率达到98.3%，降解速率符合一级反应动力学。CoFe₂O₄...     

TCN-TiO2/Zn(CH3COO)2-ACF复合材料吸附耦合光催化降解烷烃类VOCs性能研究

采用Zn(CH₃COO)₂通过超声-真空浸渍法对活性炭纤维(ACF)进行改性，通过水热横向热剥离法制备了管状氮化碳(TCN),并将其与TiO₂复合并负载于改性ACF上制备成TCN-TiO₂/Zn(CH₃COO)₂-ACF复合材料。应用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、N₂吸附-脱附、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见分光光谱、光致发光光谱、光电流响应曲线对复合材料进行表征，并对复合材料催化正己烷降解的机理与降解率进行了研究。结果表明：光照条件下，TCN质量分数为4%的复合材料对正己烷的降解效果最好，其最佳的制备条件为负载2次、450℃下煅烧。采用此条件所制复合光催化剂，在体积空速为1 000 h^-1的条件下，质量浓度为200 mg/m³的正己烷气体降解率可达到87.9%。采用Zn(CH₃COO)₂对ACF进行改性，使ACF吸...     

Au/Cu2O@Au可见光催化CO2还原性能

为提高光催化还原二氧化碳(CO₂)的产物产率和选择性，采用一步法在空腔氧化亚铜(Cu₂O)中引入金属Au,制备了Au/Cu₂O@Au光催化剂。通过XRD、SEM、TEM、XPS、紫外-可见吸收光谱等表征和光电化学性能测试对光催化剂进行分析，考察了Au/Cu₂O@Au光催化剂催化还原CO₂性能。结果表明：Au/Cu₂O@Au光催化剂具有优异的性能，在光照强度为20 mW/cm²的可见光照射下，该光催化剂将CO₂光催化还原为甲烷(CH₄)和一氧化碳(CO)的产率分别为4.86和42.04μmol/(g·h),选择性分别为31.62%和68.38%。与空腔Cu₂O光催化剂相比，CO产率提高了8.12倍，选择性提高了32.84百分点。一步法合成的Au/Cu₂O@Au光催化剂中的Au颗粒分布在Cu₂O的表面和空腔内部，独特的Au分布与空...     

Si纳米线/ZnFe2O4/AgBr光催化剂的构建及其磁场可调控性能

采用金属辅助化学刻蚀法和水热法制备了Si纳米线/ZnFe₂O₄/AgBr复合光催化剂，考察了Si纳米线/ZnFe₂O₄/AgBr在磁场作用下的光催化性能。结果表明：Si纳米线/ZnFe₂O₄/AgBr复合光催化剂在未使用HNO₃溶液浸泡且无磁场作用时的光电流密度为0.25 mA/cm²,开启电压为0.4 V;Si纳米线/ZnFe₂O₄/AgBr复合材料在合成时表面会产生Ag,采用HNO₃溶液将其浸泡除去Ag,浸泡后光电流密度为0.07 mA/cm²,相比于未使用HNO₃溶液浸泡时的光电流密度明显下降，这是由于Ag具有传输电子与空穴的能力，可加快ZnFe₂O₄和Si纳米线间光生电子和光生空穴对的分离，从而提高光电流密度；当外加80000 A/m磁场时，其光电流密度...     

MgO-Cr2O3/Al2O3催化剂对丙烷脱氢反应的再生性能

制备了Mg改性Cr₂O₃/Al₂O₃催化剂,利用XRD,UV-Vis,XPS,H₂-TPR,NH₃-TPD,TG等方法考察了新鲜和再生后催化剂的结构与性能。实验结果表明,助剂Mg的添加有利于催化剂再生后的物相结构稳定;随再生次数的增加,催化剂孔径增大,比表面积降低,催化剂表面Cr⁶⁺含量降低,Cr⁶⁺组分逐渐不可逆还原为Cr³⁺等稳定状态;催化剂表面主要为弱酸和中强酸,随再生次数的增加,酸量减少,但酸强度增加,Cr物种价态及其与载体的相互作用影响了表面酸性进而影响了催化剂活性;新鲜催化剂催化活性略高于再生催化剂,经多次再生后催化剂性能趋于稳定,丙烷转化率稳定在30%左右,丙烯选择性在88%以上。     

一种新型CO_2置换CH_4水合物的开采方法

天然气水合物储量巨大,是未来极具开发潜力的清洁能源。CO_2置换法兼具能源开采与温室气体封存的双重功效,但通常CO_2对CH_4的置换速率非常低。为此,结合抑制剂存在条件下CH_4水合物和CO_2水合物具有不同的热力学稳定性这一特点,提出并通过实验证实了一种可用于开采天然气水合物的新方法,它将CO_2置换法与注热力学抑制剂的工艺相结合,实现了CH_4水合物分解过程的加速。通过岩心驱替实验,对比考察了两类3种常见CH_4水合物热力学抑制剂(甲醇、氯化钠和氯化镁)的作用效果。实验结果表明:在甲醇溶液作用下,CH_4水合物分解速率高达0.011 94 mol/h,远高于电解质盐溶液的作用效果(分别为0.000 86 mol/h和0.001 41 mol/h)。选择甲醇溶液作为水合物分解加速剂,通过前期注入甲醇溶液段塞、后期连续注入CO_2的方式,使得CH_4水合物分解率超过92%,且实现了CO_2气体以水合物形式的封存固定,最终CO_2水合物的生成量占到初始甲烷水合物总量的16%~27%。     

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雷－＾１中亚段在平面上的分布受制于沉积相及成岩相带的展布，构造圈闭隆起幅度小，一般小于１００ｍ，多数在５０ｍ左右。近年来在勘探中，实钻构造结果与地震圈闭误差较大，通过对川中雷－＾１古圈闭条件的分析，喜山期不同盖层对雷－＾１中亚段封盖天然气能力的计算，研究及其演变，得出不同盖层的封盖界高度以及直接封盖的致密碳酸盐不同厚度时气藏的含气饱和度值，用以判断盖层封盖的有效性，将古圈闭类型和喜山期改造相结合，     

Oxidation of Benzaldehyde to Benzoic Acid

Benzaldehyde was oxidized to benzoic acid using Na₂WO₄·2H₂O as a catalyst. Different factors, such as different acidic additives, the reaction time, the amount of catalyst, and hydrogen peroxide dosage, on the isolated yield of benzoic acid were investigated. The effects of surfactants on yield of benzoic acid were also discussed in the acid-free system. The results indicated that both acidic additives and surfactants in an acid-free system can effectively improve the isolated yield of benzoic acid, especially non-ionic surfactants, such as β-CD. The product was determined by IR and m.p.     

g-C3N4基异质结光催化剂的研究进展

综述了石墨相氮化碳(g-C₃N₄)基异质结光催化剂的设计及其对光生载流子的分离和转移机制的研究。对g-C₃N₄基异质结催化剂目前存在的部分问题进行归纳总结,并对该方面的研究重点和方向进行了展望。     

HNO3/H2O2烟气脱硝兼微藻养殖组合工艺

采用HNO₃/H₂O₂酸性氧化吸收液对含NO_x模拟烟气进行脱硝处理,并以脱硝后的吸收液作为微藻养殖的氮源。分析吸收塔填料高度对烟气脱硝效果的影响;考察烟气中金属离子含量、微藻培养液中微量元素含量和pH对吸收液中H₂O₂分解的影响;探究HNO₃/H₂O₂用于蛋白核小球藻培养所需氮源的可行性。结果表明：吸收塔中加载填料能够增强气液接触效果,在保证脱硝率的前提下有效降低液气比;烟气中的铁、钴、镍离子易导致_H2O2的分解;含微量元素的微藻培养液、弱酸性培养环境有利于_H2O2分解;用HNO₃作氮源时蛋白核小球藻生长速率比用NaNO₃作氮源时更高,氮源中含有少量H₂O₂不影响微藻的生长。     

低渗废弃气藏注超临界CO2采热发电技术及经济性分析

高温废弃气田埋藏深、渗透率低、地热能丰富,适合循环注采CO₂开发。为实现CO₂现场应用及地热高效开发,可在地热开采前注入CO₂提高天然气采收率并恢复气藏压力。但对地下CO₂采热过程还缺少系统研究,利用地面CO₂发电热力循环过程也未见相关报道,CO₂采热发电的经济性更需详细分析。为此,首先基于典型高温废弃气田建立了地热开发模型,全过程分析了地下CO₂采热各阶段储层温压变化和采热速率;随后提出了有机朗肯循环和CO₂直接循环发电方式,对发电热力循环过程进行了优化计算;最后采用平准化发电成本计算方法,对CO₂采热发电成本进行了评价。研究结果表明,对于120℃、1 500 m×1 000 m×50 m的废弃气藏,提高采收率和压力恢复阶段可埋存CO₂ 11.75×10⁸m³;CO₂注采方式对地热阶段CO₂埋存量影响较大,但30年内CO₂采热速率均可维持在约10 MW;有机朗肯循环系统发电速率最高为132.7 kW,而CO₂直接循环系统可达718.5 kW;CO₂购买费用对发电成本影响较大,价格低于7~10美元/t时,低渗废弃气藏注CO₂采热发电成本与现有煤电成本持平。     

稠油油藏注CO2提高采收率影响因素研究

与稀油注CO₂提高采收率机理不同,CO₂与稠油无法达到混相,因此影响其开发效果的主要因素差别很大,特别是在热化学复合采油过程中,注入的CO₂主要发挥隔热、降黏、增能的作用。为了进一步研究不同因素对稠油油藏注CO₂驱替效果的影响,在稠油样品物性分析的基础上,利用正交实验方法研究了原油黏度、温度、压力和渗透率对稠油油藏注CO₂提高采收率的影响。温度对采收率影响最大,其他因素由大到小依次为:渗透率、压力、油样类型。根据实验结论及认识,综合考虑地层温度、油藏渗透率等因素,在胜利油田开展了稠油油藏注CO₂吞吐提高采收率矿场试验。从矿场实际生产结果来看,油藏温度增加以及油藏渗透率提高,都有利于注CO₂吞吐开发,都能够有效提高油井产量。