V/β-分子筛和V/γ-Al2O3催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

利用浸渍法制备不同载体的钒基催化剂(V/β,V/γ-Al_2O_3),并考察该催化剂在丙烷氧化脱氢制丙烯反应中的活性.利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、N_2吸附-脱附(BET)和原位红外光谱对催化剂进行表征.结果表明,β分子筛和γ-Al_2O_3具有大的比表面积,孔径分布窄,使V能够以高分散、孤立态的V物种存在.原位红外光谱结果表明,丙烯在8V/β-分子筛(8V/γ-Al_2O_3)和8V4Mg/β-分子筛(8V4Mg/γ-Al_2O_3)催化剂上吸附后,C—H键上的H与催化剂活性中心的晶格氧发生了作用形成H—O键,随着温度升高出现C—O键,C—O键将进一步氧化生成COx,且8V4Mg/β-分子筛(8V4Mg/γ-Al_2O_3)催化剂上出现C—O键的温度比8V/β-分子筛(8V/γ-Al_2O_3)催化剂上高,说明Mg有利于丙烯的选择性.500℃反应时,8V4Mg/β分子筛具有很好的催化活性,丙烯的选择性达71.9%,丙烷的转化率达16.7%.     

不同载体负载钒催化剂在丙烷氧化脱氢反应中的性能研究

以TiO_2、SiO_2、Y分子筛为载体,采用浸渍法制备了不同钒负载量的xV-TiO_2、xV-SiO_2、xV-Y分子筛催化剂,借助X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、原位红外(FT-IR)及催化剂评价装置,对样品催化剂在丙烷氧化脱氢制丙烯反应中的催化性能进行研究。结果表明:钒负载量低时,分别出现V—O—Ti键、V—O—Si键及V—O—Al键,未出现V_2O_5结晶,随着钒负载量增加,9V-SiO_2催化剂开始出现V_2O_5结晶。在反应温度500℃评价中6V-TiO_2、6V-SiO_2、15V-Y分子筛催化剂的丙烯选择性最高分别为87.82%、73.4%、87.8%,丙烷转化率分别为1.7%、13.7%、1.1%。     

SO_2在钒催化剂上氧化反应机理与微观动力学

作者分析了SO_2在钒催化剂上氧化成SO_3的反应特性,认为反应过程是以离子形式进行,V_2O_5首先离解成VO_2~-离子才能很快地氧化SO_2,并提出了一种液相反应机理: (1)SO_2+2VO_2~+SO_3+2VO~(2+)+O~(2-) (2)O_2+4VO~(2+)2VO_3V~(4+) (3) VO_3V~(4+) +O~(2-)→2VO_2~+从该机理出发推导出了液相本征动力学模型: r~0=k~0C_(o_2)~(1/2)(1-β_1)/[1+K~0(C_(so_3)/C(so_2))~(1/2)] 作者认为:在工业反应条件下,钒催化剂的活性组分在高温段完全转化成液相,在低温段则液固并存;在高、低温段的液相反应机理虽然一样,但其反应能力和物质在液相中的扩散阻力却不同,在Arrhenius图上,会出现斜率不同的直线,氧的反应级次也不一样。通过理论分析与综合液相扩散影响和本征动力学模型,推导出了高温段和低温段的“微观动力学”模型,并得到了许多研究结果和实验数据验证,其模型为: r_1=k_1P_(o_2)~(3/4)(1-3/2β)~(1/2)/[1+k_1(p_(so_3)/p_(so_2))~(1/2)] (高温段) r_2=k_2P_(o_2)~(1/2)(1-β)/[1+k_2(p_(so_3)/p_(so_2))~(1/2)]~2 (低温段)     

Li_2O-P_2O_5-V_2O_5系统玻璃“晶化前期”电导研究及ESR对钒离子价态分析

本文确定了Li_2O-P_2O_5-V_2O_5系统玻璃的形成范围。采用交流电桥法测定了几组样品的电导率,lg(σT)～1/T曲线表明是由两个直线段构成,电导率在转变温以后的“晶化前期”异常增加,分析认为由于玻璃结构有序化程度增加所致。利用ESR实验对玻璃中钒离子价态进行了分析,表明该系统玻璃仅以V~(4+)和V~(5+)钒离子状态存在。随Li_2O含量增加,V~(5+)离子浓度增加,试样电子电导下降。文中从结构角度对玻璃性能进行了讨论。     

固溶体电报材料—钒青铜型结构Li_xV_2O_5的合成与性能研究

以LiVO_3、V_2O_5、V_2O_3为原料,在600℃、氮气氛中经32h固相反应合成的βLi_xV_2O_5(0.3≤x≤0.6),在200～400℃电池电化学反应过程中,其β-钒青铜型结构不变。这说明βLi_xV_2O_5是一种结构稳定的二次电池固溶体电极材料。     

非晶Cu_xO-WO_3和V_2O_5-WO_3膜电色机理研究

本文对两个双氧化物非晶膜(Cu_xO-WO_3、V_2O_6-WO_3)光学特性及电致变色机理进行了研究。结果表明,此类薄膜的颜色和透过率能够连续、可逆变化。这种多色化效应是由于Cu_xO-WO_3膜中发生Cu~(2 )(?)Cu~ 与W~(6 )(?)W~(5 )顺序转变和V_2O_5-WO_3膜中发生V~(5 )(?)V~(4 )可逆转变而造成的。因此,它们有可能用于选择性透过窗或信息显示器件。     

等离子体协同V_2O_5-WO_3/TiO_2催化降解恶臭气体的试验研究

针对恶臭气体污染问题,以甲硫醚(DMS)为对象,研究介质阻挡放电等离子体协同V_2O5-WO_3/TiO_2催化剂对恶臭气体降解的影响规律.考察不同参数(能量密度、气体流量、体积分数)对甲硫醚降解效果的影响及副产物生成规律.结果表明,V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂对甲硫醚的降解有明显的促进作用.随着V_2O_5质量分数的增加,催化剂比表面积减小,氧化还原性提升.甲硫醚降解效率和能量效率随V_2O_5质量分数的增加而增加.当V_2O_5质量分数为0.6%,能量密度为788.4J/L时,甲硫醚降解效率为91.6%,甲硫醚降解的能量效率为6.54g/(kW·h).甲硫醚初始体积分数越高,气体体积流量越大,降解效率越低.     

石墨烯载Pt-Ni合金催化剂制备及对氧还原反应催化性能研究

在石墨烯负载Ni纳米颗粒上,采用原电池置换法制备石墨烯负载Pt-Ni合金(Pt-Ni/G)催化剂,并研究Ni和Pt不同质量比对Pt-Ni/G催化剂结构和对氧还原反应催化性能的影响。实验结果表明,原电池置换法制备的合金催化剂纳米颗粒负载在石墨烯上,并且石墨烯上的Ni原子与置换溶液中Pt~(2+)发生置换,形成Pt-Ni合金。当Ni∶Pt质量比为1∶10时,粒径为2.8nm左右,具有较大的电化学活性表面积56.9m~2/g,起始电位0.8074V和半波电位0.6434V,表现为接近4e~-转移过程的对氧还原反应且H_2O_2产率低于10%。与Pt/C相比,Pt-Ni/G催化剂降低Pt含量且具有较好的对氧还原反应催化性能。     

正丁烷氧化制顺丁烯二酸酐钒、磷、氧体系催化剂的研究

通过两种不同的方法制备了两个系列的钒、磷、氧体系催化剂,对这两个系列的催化剂在微分反应器中的活性、选择性进行了评价,并且通过XRD、IR及SEM等方法对它们的相结构、表面酸性进行了研究。结果说明:(VO)_2P_2O_7是催化剂的活性相,V_2O_5,H_3PO_4·1/2H_2O是催化剂的有害相。催化剂表面Lewis酸中心为该催化剂的反应活性中心。     

用五氧化二钒防止酸性光亮镀锡液的氧化变质研究

向酸性光亮镀锡液加入0.05～0.1~g/l电化学活性物质(V_2O_6),便可完全终止Sn~(2+)在空气中的氧化,从而解决了该行业长期来存在的难题。此外,还对镀液变质及V_2O_5的作用机理进行了探讨。     

Selective leaching of vanadium from V-Ti magnetite concentrates by pellet calcification roasting-H_2SO_4 leaching process

A novel method of pellet calcification roasting-H_2 SO_4 leaching was proposed to efficiently separate and extract vanadium(V) from vanadium-titanium(V-Ti) magnetite concentrates.The leaching rate of V is as high as 88.98%,while the leaching rate of impurity iron is only 1.79%.Moreover,the leached pellets can be used as raw materials for blast furnace ironmaking after secondary roasting.X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectrometry(SEMEDS) analyses showed that V~(3+) was oxidized to V~(5+) after roasting at 1200℃,and V~(5+) was then leached by H_2 SO_4.X-ray diffraction(XRD) analyses and single factor experiment revealed a minimal amount of dissolved Fe_2 O_3 during H_2 SO_4 leaching.Therefore,a high separation degree of V and iron(Fe) from V-Ti magnetite concentrate was achieved through H_2 SO_4 leaching.Compared with the traditional roastingleaching process,this process can achieve a high selectivity of V and Fe,and has excellent prospects for industrial production.     

宝(玉)石矿床(三)

1 祖母绿及其它绿柱石宝石矿床1.1 祖母绿及绿柱石类宝石 这类宝石的化学成分是Be_3Al_2[Si_6O_(18)],其中Si-O四面体及Be,Al均可被其它元素替代,所以它含有较多的杂质元素,如:K,Na,Mg,Fe,Li,Cs,Cr,V,Ni等,所含杂质不同,颜色也不同。当Cr~(3+)或V~(3+)或Cr~(3+)+V~(3+)代替Al~(3+)时,呈翠绿色(祖母绿),     

碳化钼作为微生物燃料电池阴极催化剂的研究

以循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)考察Mo2C对氧还原反应(ORR)的催化行为,并采用Mo2C作为阴阳极催化剂构建MFC.结果表明,Mo2C对氧还原反应有显著的催化作用,而且其催化效果随负载量增加而增强;当以肺炎克雷伯氏菌(L17)为产电微生物、质量浓度为2 g/L的葡萄糖为燃料,阴阳极催化剂Mo2C的载量均为6.0 mg/cm2时,该MFC的最大输出功率可达1.95 W/m3,为之前报道所对应的Pt阴极材料的Mo2C基MFC最大输出功率的81.5%,Pt为阴阳极催化剂的MFC的56.3%.     

MnO_x-L负载Fe催化剂的制备及其催化氧化CO性能

"了有效@A大气.染物0+CO,使用(还原YK ‘层状锰(物MnO_x-L,并用离:交换YK‘了\]不同z{9 k Fe+Fex/MnO_x-L^(_.使用扫描电:显微镜4scanning electron microscope,SEM5、X射线衍射4X-ray diffraction,XRD5技术、s表C积测定4brunauer emmett teller,BET5、热重9析4thermogravimetric analysis,TGA5、V气程序升温还原4 hydrogen temperature-programmed reduction,H_2-TPR5、气程序升温Z附4 oxygen temperature-programmed,O_2-TPD5、X射线光电:c谱4X-ray photoelectron spectroscopy,XPS5等技术表征^(_形貌、结构a Oc.层状锰(物MnO_x-L具有o p+八C体层状结构,Fe\] M^(_结构影响不大,但Mb理(Oz)~*了影响.Fe\]改变了^(_+还原O a b表C+m4Fe~(2+)5/m4Fe~(3+)5和m4O_(ads)5/m4O_(latt)5s例,提高了样品+^(NO.在所有Fex/MnO_x-L样品0.Fe5/MnO_x-L具有最高+低温还原O、移动O,m4Fe~(2+)5/m4Fe~(3+)5a表C吸附最高.^((COI应0,Fe5/MnO_x-L具有最佳+^(N O4t_(50)80℃和t_(90)=150℃5,这与Fe和MnO_x-L]体之间+相互作用有关.     

TiF_x/γ—Al_2O_3催化剂表面性质的研究

本文用 IR、TPD、XRD、ESR 等方法详细地研究了 TiF_x/γ—Al_2O_3催化剂的表面性质。实验结果表明:γ—Al_2O_3经 TiF_4处理后,表面产生了 B 酸中心;用浸渍法制备的TiF_x/γ—Al_2O_3中存在能被 ESR 检测的 Ti~(3+)离子;甲醇和乙醇是制备该催化剂的理想溶剂;催化剂的表面性质与催化剂中氧及钛的含量有关。     

Ag/MoO2/MWCNTs纳米复合材料的制备及其催化氧还原性能

采用水热法制备MoO_2/MWCNTs,再通过紫外还原将银纳米颗粒沉积于其表面,成功制备了Ag/MoO_2/MWCNTs复合材料。系统研究了合成条件对Ag/MoO_2/MWCNTs的催化性能的影响。采用循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LCV)及计时电流法(I-t)对Ag/MoO_2/MWCNTs复合材料的电催化氧还原(ORR)性能及其催化氧还原稳定性进行了研究。结果表明,制备Ag/MoO_2/MWCNTs的优选工艺条件为:合成MoO_2/MWCNTs的反应温度为160℃,反应时间为6h,MoO_2(acac)_2与MWCNTs的质量比为1∶1,AgNO_3用量为200μL每1mg MoO_2/MWCNTs(20mg·mL~(-1))。优选条件下制备的Ag/MoO_2/MWCNTs催化氧还原(ORR)为4电子催化过程,其起始电位为0.923V,极限电流密度为6.34 mA·cm~(-2),半波电位为0.81V,经过15 000s后,催化活性仍高于90.5%。     

Co掺杂ZIF-8衍生合成高效Co-N-C氧还原催化剂的研究

在合成中添加Co(NO₃)₂·6H₂O制备钴掺杂的2-甲基咪唑锌盐材料,通过优化钴掺杂量及热解温度得到了具有高比表面积(888 m²/g)且同时存在微孔和介孔(孔体积为0.591 cm³/g)的高效Co-N-C催化剂。电化学测试表明：Co-N-C催化剂具有良好的酸性氧还原催化活性、稳定性和抗甲醇毒化性能,其在0.1 mol/L HClO₄溶液中的氧还原途径主要是4电子反应过程,半波电位达到0.807 V,稳定性可与商业Pt/C催化剂相媲美。物理表征结果表明：钴元素成功地掺杂到Co-N-C催化剂中,较高的石墨化程度、良好的导电性、丰富的孔结构和Co-N_x活性位点,极大地提高了Co-N-C催化剂在酸性条件下的氧还原催化性能。本工作为合成ZIFs衍生的高效氧还原催化剂提供了新的思路。     

船用柴油机SCR催化剂性能测试分析

为评定V_2O_5/TiO_2催化剂在船舶低速电喷柴油机SCR(selective catalytic reduction)系统的适用性与经济性,本文基于D-1000-5电动振动台和康明斯ISDe4-SCR性能试验台架,分别对国内生产的A、B、C三组V_2O_5/TiO_2催化剂小样进行活性和抗振性实验,最终选定催化剂B为船用中速机SCR目标催化剂,并在6CS21/32大功率船用中速机试验台上对目标催化剂B进行D2、E3循环测试。台架测试结果表明:国产V_2O_5/TiO_2催化剂的经济性较进口催化剂略有提高,中高排气温度下脱硝率可达90%、较低排气温度下活性各有差异;排气温度高于250℃时,催化剂B的脱硝率稳定在80%以上,可进一步研究其船用低速机SCR系统的特性;催化剂C的活性和机械强度满足船用中速机SCR要求,温度低于250℃时,转化效率急剧降低,但其价格低,具有较强的船用中速机市场竞争力;催化剂A温度窗较窄,仅适用于排气温度高于330℃的发动机上;催化剂封装可提高催化剂抗振动冲击能力。     

V_2O_5干凝胶薄膜电极的储钠性能

以V_2O_5溶胶为电解液,采用电沉积法在不锈钢基体上制备了V_2O_5薄膜。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射(XRD)分析了薄膜的表面形貌和晶体结构;用循环伏安(CV)、电化学交流阻抗(EIS)和充放电测试研究了该薄膜作为钠离子电池正极材料的储钠性能。结果表明,该薄膜是具有片状纳米结构的V_2O_5干凝胶薄膜;作为钠离子电池正极,该薄膜表现出很好的储钠活性、优异的循环稳定性和高Na+扩散能力,是一种非常有应用前景的钠离子电池正极材料。     

NiCo2O4/Ru复合催化剂的制备及锌空电池的应用

以六水合硝酸镍（Ni(NO₃)₂·6H₂O）为镍源、六水合硝酸钴（Co(NO₃)₂·6H₂O）为钴源、尿素为沉淀剂,采用水热法制备NiCo₂O₄纳米棒,然后浸渍还原RuCl₃,得到了NiCo₂O₄/Ru复合催化剂。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等测试技术,对复合催化剂的物相、形貌进行了表征。通过线性扫描伏安法（LSV）、电化学阻抗谱（EIS）等电化学测试手段,对催化剂的氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）的催化性能进行了研究。将NiCo₂O₄/Ru复合催化剂作为正极组装锌空电池,使用蓝电电池测试仪评价了其开路电压、充放电性能和循环稳定性等指标。结果表明,NiCo₂O₄/Ru复合催化剂在电流密度为10.0 mA/cm²时,析氧过电位为420 mV,氧还原半波电位为0.77 V,且具有较高的ORR/OER双功能催化活性;由NiCo₂O₄/Ru复合催化剂组装的锌空电池开路电压为1.37 V,峰值功率密度为143 mW/cm²,且能稳定循环50 h。