Co3O4-MMT催化剂的制备及其N2O催化分解性能

以MMT为载体，采用原位聚合-配位沉积法制备3种不同Co负载量的Co₃O₄-MMT催化剂。采用N₂物理吸附、XRD和TEM对载体和催化剂进行表征，并在连续流动微反装置上考察其N₂O催化分解性能。结果表明，与Co₃O₄催化剂相比，Co₃O₄-MMT催化剂的比表面积显著增大，且活性组分Co₃O₄具有较高的分散状态。Co₃O₄-MMT催化剂的催化活性随着Co含量的增加先升后降，其中0.015Co-MMT表现出最佳的催化活性，其活性远高于Co₃O₄催化剂，同时，该催化剂还表现出良好的催化稳定性和较好的杂质气体耐受性。     

铁改性HMS催化氧化苯甲醇合成苯甲醛

以十二胺为模板在中性条件下合成了Fe-HMS介孔分子筛,研究了不同硅铁比Fe-HMS对苯甲醇催化氧化反应的影响。利用XRD、BET、SEM和H₂-TPR等方法对合成的催化剂进行了表征。考察了Fe-HMS对苯甲醇氧化反应的影响。结果表明,Fe³⁺ 离子进入了分子筛骨架,Fe-HMS分子筛具有均一的蠕虫状介孔结构。焙烧后的Fe-HMS中Fe³⁺ 主要以Fe₂O₃形式存在于骨架中。对苯甲醇液相选择性氧化反应,Fe-HMS分子筛的催化活性高于Fe-SiO₂。在85℃、Si/Fe摩尔比为25∶1、醇/双氧水摩尔比为1∶2、催化剂含量为4%、反应时间4 h条件下,苯甲醇的转化率和苯甲醛的选择性分别为65.1%和74.6%。     

构建Bi2O2CO3/g-C3N4异质结光催化完全氧化苯甲醇至苯甲醛

在保证选择性的前提下高效光催化氧化苯甲醇为苯甲醛仍然是当下面临的一个巨大挑战。g-C₃N₄的价带位置适中,具有温和的氧化能力,已被开发用来光催化氧化苯甲醇以保证反应的选择性,但由于其电子空穴复合率高导致反应的转化率难以提升。由于Bi₂O₂CO₃的超薄片层结构不仅可以增加催化剂的比表面积形成更多的活性中心,同时可以形成局部电场,更有效地分离光生电子-空穴对,因此通过构建Bi₂O₂CO₃/g-C₃N₄异质结来加快光生载流子分离进而提升反应速率。其中最优的催化剂可以在反应9 h后使苯甲醇完全氧化为苯甲醛,降低了分离成本。     

B2O3改性Na2CO3催化剂用于甲醇脱氢制无水甲醛

以B₂O₃为助催化剂,采用研磨混合法改性Na₂CO₃催化剂,在固定床反应器中催化甲醇脱氢制备无水甲醛,考察催化剂的组成和反应条件等对催化反应的影响,采用XRD、TG-DTG、N₂吸附-脱附、SEM和CO₂-TPD等对催化剂进行表征。结果表明,以B₂O₃为助催化剂采用机械研磨混合法改性的Na₂CO₃催化剂,增加了催化剂的比表面积,在(10～30) nm增加了大量的孔道,平均孔径达18.44 nm,比表面积为1.65 m²·g^-1,且B₂O₃分布均匀,改性后的催化剂碱性降低,在催化甲醇脱氢制备无水甲醛的反应中,催化活性明显高于Na₂CO₃催化剂,表明B₂O₃改性Na₂CO₃催化剂能提高甲醇转化率和甲醛选择性。在B₂O₃/Na₂CO₃催化剂中B₂O₃质量分数为30%、甲醇进料质量分数为26%、反应温度为650 ℃和甲醇重时空速为2.94 h^-1条件下,甲醇转化率达59.97%,甲醛选择性达83.28%。     

Co3O4催化臭氧氧化降解水中酮基布洛芬的研究

以Co(NO₃)₂·6H₂O和尿素为原料制备了9种Co₃O₄催化材料，考察了其对水中酮基布洛芬(KTP)的催化臭氧氧化降解效能。结果表明，与单独臭氧氧化相比，所制备的Co₃O₄对水中KTP的催化臭氧氧化降解率提高了12.0%～63.8%，且在n[Co(NO₃)₂·6H₂O]:n(尿素)=4:1、煅烧温度400℃下制备得到的Co₃O₄催化剂催化活性最高。SEM、XRD、FTIR、XPS、BET等表征分析显示，该Co₃O₄催化剂表面呈覆盖细小微粒的球状颗粒，晶相为立方相，且表面含有丰富的羟基，表面羟基密度为1.075×10^-5 mol/m²。机理研究证实，Co₃O₄对水中KTP的非均相催化臭氧氧化降解...     

Fe2O3-Co3O4异质结的熔盐法制备及其析氢性能

氧化物在电催化析氢反应中具有广阔的应用前景。以Na F和KNO₃的混合盐为反应介质，以Co Cl₃和Fe Cl₃为原料，通过熔盐法于350℃煅烧2 h便可制得Fe₂O₃-Co₃O₄异质结构，并将其用于绿色制氢。借助X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱分析样品的微观形貌、物相结构和电子结构信息，验证了Fe₂O₃和Co₃O₄之间存在有效耦合。Fe₂O₃可使催化剂表面粗糙，大幅增加活性比表面积。此外，Fe₂O₃和Co₃O₄之间存在电子相互作用，Fe₂O₃向Co₃O₄提供电子，降低Co原子的价态，大大提升了Fe     

疏水性MnCo2O4材料的制备及其高效催化偶氮苯合成的研究

氮氮键化合物广泛存在于天然产物、精细化学品和光功能材料的结构中，因此氮氮偶联是精细有机合成中重要的反应。本文利用溶剂热法制备了系列MnCo₂O₄催化剂。润湿性研究表明，调变Mn/Co显著改变MnCo₂O₄催化剂的亲疏水性。在温和的反应条件下，研究了MnCo₂O₄催化剂的催化性能。结果表明，疏水性MnCo₂O₄催化剂对苯胺氧化偶联制偶氮苯呈现优异的催化性能，且催化剂经多次循环使用后仍具有较高的催化活性。由此可见，疏水性MnCo₂O₄在偶氮苯合成领域具有良好的工业化应用前景。     

无定型MnO2的制备及其催化苯甲醇选择氧化性能

用KMnO₄和MnSO₄为原料，通过简单的氧化还原过程合成了无定形MnO₂，并用于催化苯甲醇氧化制苯甲醛，发现制得的无定形MnO₂在催化苯甲醇氧化制苯甲醛中表现出较高的活性和苯甲醛选择性（100%）。考察了反应温度、氧浓度、催化剂用量以及反应时间对苯甲醇氧化的影响。结果表明，较高的反应温度和氧浓度以及合适的催化剂用量有利于无定形MnO₂催化苯甲醇氧化生成苯甲醛，在反应温度110 ℃、常压和通氧条件下反应3 h, 苯甲醇转化率和苯甲醛选择性均为100%。     

Fe2O3-CuO/ZSM-5催化剂催化低浓度瓦斯制甲醇

采用催化氧化的方法,将煤矿抽采瓦斯制成高价值的化学品或液体燃料甲醇是其综合利用的一个发展方向。寻找对瓦斯转化具有较好的催化效果,且能替代贵金属催化剂的普通催化剂是瓦斯催化氧化制甲醇的研究重点。本文以硝酸铁、硝酸铜和ZSM-5分子筛为原料,采用离子交换法制备了Fe₂O₃/ZSM-5、CuO/ZSM-5和Fe₂O₃-CuO/ZSM-5催化剂,并在乙酸溶剂中考察了3种催化剂催化低浓度瓦斯部分氧化合成甲醇的性能。结果表明,Fe₂O₃/ZSM-5、CuO/ZSM-5和Fe₂O₃-CuO/ZSM-5对瓦斯部分氧化制甲醇反应均有催化活性,但Fe₂O₃-CuO/ZSM-5的催化效果最明显,且Fe、Cu负载量对催化剂的催化活性影响较为显著,Fe和Cu的最佳理论负载量分别为4.21%和3.22%。在Fe₂O₃-CuO/ZSM-5(x_Fe=4.21%,x_Cu=3.22%)添加量为0.1g、乙酸溶剂用量30mL的条件下,Fe₂O₃-CuO/ZSM-5催化甲烷体积分数为20%配制瓦斯制甲醇的最佳反应条件为初始反应压力4.0MPa、反应温度200℃、反应时间3h。     

A5微孔分子筛负载V2O5催化氧化对硝基甲苯

将A₅微孔分子筛浸渍于偏钒酸铵溶液,过滤,120 ℃干燥2 h,550 ℃焙烧6 h,制备了含有V₂O₅的A5微孔分子筛催化剂。采用X射线衍射、N₂吸附-脱附和扫描电镜等进行表征,并将其用于以H₂O₂为氧化剂、乙酸酐为溶剂的对硝基甲苯催化氧化生成对硝基苯甲醇的反应。在反应温度40 ℃和反应时间4 h条件下,以质量分数35%的H₂O₂为氧化剂和V₂O₅质量分数8.5%的V₂O₅/A₅为催化剂,能够获得较好的对硝基甲苯转化率（35.54%）和较高的对硝基苯甲醇选择性(67.16%)。反应结束后,在母液中通过电感耦合等离子体原子光谱仪没有检测到V₂O₅。V₂O₅/A₅催化剂连续使用3次,对硝基甲苯转化率为34.21%,对硝基苯甲醇选择性为63.39%,催化剂活性无明显降低。     

H3PW12O40/TiO2-SiO2催化合成苯甲醛乙二醇缩醛

以苯甲醛和乙二醇为原料,以H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂-SiO₂为催化剂,合成了苯甲醛乙二醇缩醛,考察了醛醇摩尔比、反应时间、催化剂用量及带水剂环己烷用量等因素对收率的影响。实验结果表明:H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂-SiO₂是合成苯甲醛乙二醇缩醛的优良催化剂,在固定苯甲醛为0.2mol,n（苯甲醛）:n（乙二醇）=1.0:1.6,催化剂的用量占反应物料总质量的0.6%,带水剂环己烷用量为10 mL,回流反应30 min的优化条件下,苯甲醛乙二醇缩醛收率可达81.1%。     

Fe3O4基类Fenton催化剂的改性及应用研究进展

Fe₃O₄作为尖晶石型非均相类Fenton催化材料,具有绿色无毒、价廉易得、催化活性较高等优点,但纯相Fe₃O₄催化剂存在H₂O₂利用率低、适用pH范围窄、活性位点少以及难以回收等问题,影响其实际应用。通过改性Fe₃O₄或优化反应体系使其具有更高的催化活性是当今国内外学者的研究重点。简述了Fe₃O₄的理化特性以及类Fenton催化机理,分析了限制Fe₃O₄催化活性的主要因素,并在此基础上总结了形貌调控、元素掺杂、与载体复合等改性方法在提升Fe₃O₄催化活性方面的研究进展以及Fenton与其他氧化技术协同提升Fe₃O₄基催化剂催化活性的机理和应用现状。总结历年来研究成果可知,催化剂自身调控策略以及Fenton体系协同优化均对Fe_3<...     

CuO_x/4A催化剂上苯甲醇液相氧化制苯甲醛性能研究

采用等体积浸渍法制备了一系列Cu改性4A分子筛催化剂,用于过氧化氢液相催化氧化苯甲醇制苯甲醛的反应。采用N2等温吸附-脱附法、XRD和程序升温还原对不同负载量的CuOx/4A催化剂进行了表征。当苯甲醇20 mL、双氧水30 mL、催化剂0.2 g、反应温度80℃、反应时间5 h时,质量分数6%CuOx/4A催化剂上苯甲醇的转化率为49.5%,苯甲醛选择性为83.6%,苯甲醛收率为41.4%,反应活性最高;4A分子筛上Cu及Cu负载量的改变,显著影响着催化剂的比表面积、金属物相结构和还原性。6%CuOx/4A催化剂表现出较佳的催化氧化苯甲醇制苯甲醛性能,主要归因于4A分子筛上高分散的Cu-O物种;而且6%CuOx/4A催化剂具有较低的还原温度。     

高活性隐钾锰矿分子筛K-OMS-2的制备及其催化氧化苯甲醇制苯甲醛反应性能的研究

采用醋酸丁酯处理后固相合成的方法制备了一种隐钾锰矿分子筛催化剂K-OMS-2。相对于传统固相法制备的样品,此法所制备催化剂的比表面积略有下降,但孔容和孔径明显增大,其原因可能是在焙烧过程中醋酸丁酯的挥发分解形成了造孔效应。在苯甲醇选择性氧化制苯甲醛反应中,所制备K-OMS-2催化剂的活性相对传统固相法制备的样品有显著提高。经413 K合成、433 K焙烧的催化剂反应转化率达到79.6%,苯甲醛选择性维持在100%。催化剂活性提高的主要原因可能是催化剂较大的孔容、孔径促进了苯甲醇氧化反应中分子的扩散效率,因而提高了总体催化反应速率。     

生物质焦油衍生氮掺杂多孔碳负载Co3O4纳米晶的制备及双功能氧反应催化

以生物质焦油活化多级孔碳为骨架，通过一步水热合成同时实现氮掺杂和Co₃O₄纳米粒子负载，获得Co₃O₄@N/C复合催化剂。对比研究结果表明，凭借复合材料中活性Co₃O₄和N掺杂结构之间的协同效应，Co₃O₄@N/C复合催化剂对氧还原（ORR）和析氧反应（OER）均表现出较高的催化活性，ORR和OER启动电位电势差ΔE为0.99V；其中，ORR极限扩散电流密度为-5.10mA/cm²，与贵金属Pt/C相当。此外，Co₃O₄@N/C具有优异的氧还原稳定性，在经3000次循环伏安法扫描后，Co₃O₄@N/C的极限扩散电流密度仍能保持89.9%。这一生物质焦油衍生碳所构筑的N掺杂多孔碳负载Co₃O₄纳米晶复合材料在燃料电池和金属空气电池等领域具有巨大的应用潜力。     

镁掺杂四氧化三钴催化环己烷氧化初步研究

以金属有机骨架材料(ZIF-67)为前驱体负载氧化镁(MgO)，制备氧化镁/四氧化三钴(MgO/Co₃O₄)并用于环己烷催化氧化。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、CO₂程序升温脱附(CO₂-TPD)、透射电镜(TEM)等表征技术对MgO/Co₃O₄催化剂进行系统研究。结果表明：低MgO负载量时，MgO与Co₃O₄颗粒均匀分布，两相之间的作用导致部分Mg离子掺杂进Co₃O₄骨架中；在高MgO负载量时，MgO发生严重的团聚，致使其与Co₃O₄的作用减弱。MgO/Co₃O₄-x的催化活性随MgO负载量的增加呈现先增强后减弱的趋势，MgO/Co₃O₄-0.6显示出最佳催化性能，环己烷转化率达到16.5%时，环己醇和环己酮选择性之和...     

溶胶-凝胶原位合成钒钨钛催化剂及NH3-SCR性能

利用溶胶-凝胶技术原位合成V₂O₅-WO₃/TiO₂介孔结构脱硝催化剂。通过XRD、BET、SEM和XPS等手段对催化剂结构与组成进行表征,发现结构导向剂CTAB促进催化剂的比表面积和孔容的增加,促进催化剂活性组分的分散与裸露的V活性组分数量增加;且随CTAB含量的增加,V⁴⁺/V⁵⁺的比值降低,即降低了催化剂表面钒物种的氧化能力,有利于提高催化剂的低温脱硝活性与高温选择性。催化活性评价结果表明,CTAB对催化剂的脱硝活性有显著促进作用,当CTAB的添加量为0.01（质量）时,催化剂的脱硝活性大于90%的温度窗口最宽为212~393℃,200℃时脱硝效率达85.6%。     

Co3O4改性USY分子筛吸附和催化氧化甲苯特性研究

利用水热法合成Co₃O₄/USY复合材料,研究其对有机污染物甲苯的吸附和催化氧化特性,同时结合微波对Co₃O₄的精准加热特性,考察不同负载量Co₃O₄/USY在微波作用下的升温特性及催化甲苯氧化降解特性。结果表明,通过水热反应,Co₃O₄在USY表面形成多孔蜂窝状结构;负载Co₃O₄后的USY保持较高的吸附容量,Co₃O₄/USY-1.5m室温下的吸附容量为85 mg/g;Co₃O₄/USY在干、湿两种状态下均在325℃表现出优良的催化氧化特性、CO₂选择性和稳定性;Co₃O₄/USY能够与微波高效耦合,快速升温启动其催化作用,控制反应温度为250℃,发现微波诱导甲苯催化氧化过程的CO₂选择性优于常规催化,表明所制备Co₃O₄/USY复合材料具备吸附甲苯并进行微波快速再生协同有机污染物高效催化氧化降解的可行性。     

硫修饰的多孔Co3O4活化过一硫酸盐降解亚甲基蓝

以Na₂S₂O₃为硫源，采用改进的草酸盐-热解法制备了一系列硫修饰的Co₃O₄多孔催化剂[S_x@Co₃O₄,x=0.25、0.50、0.75、1,x为硫的修饰量，以Co(NO₃)₂·6H₂O的物质的量为基准，下同]。以亚甲基蓝(MB)为降解模型，考察了不同催化剂活化过一硫酸盐(PMS)的性能。探讨了催化剂用量、PMS浓度、反应温度、常见阴离子种类在S_x@Co₃O₄-PMS体系下对MB降解率的影响，并评价了催化剂的循环稳定性。结果表明，随着硫修饰量的增加，Co₃O₄的催化性能逐渐升高，S₁@Co₃O₄表现出最佳的催化性能。硫元素以SO₄^2–     

水热合成纳微尺度Co3O4及其催化解聚木质素磺酸钙性能研究

通过水热合成法制备了一系列Co₃O₄晶体,利用X射线衍射、扫描电子显微镜以及N₂物理吸附仪等对合成Co₃O₄产物的晶相、形貌以及孔结构参数进行表征,并对其解聚木质素磺酸钙的催化性能进行评价。结果表明,当Co（NO₃）₂为钴源、Co（Ⅱ）初始浓度为0.4 mol/L、NaOH为沉淀剂、反应体系pH为9、晶化温度为220℃、时间为12 h时,合成的Co₃O₄产率为82.3%,结晶度为98.47%,且晶粒呈规则的立方体结构,粒径约为80～90 nm,孔容为0.059 cm³/g。当催化解聚反应温度为260℃、反应时间为5 h、m（CLS）∶m（Co₃O₄）=2∶1、体系中乙醇体积分数为40%时,液相收率高达58.44%;其中酚类化合物选择性高达55.81%（紫丁香酚类为32.37%,愈创木酚类为7.9%,苯酚类为15.54%）。