负载型Fe2O3/γ-Al2O3催化剂的制备及其对煤微波热解的催化活性

为实现低变质煤资源化的目标,在低变质煤微波热解的基础上采用超声浸渍-焙烧法制备负载型Fe2O3/γ-Al2O3催化剂,采用场发射扫描电镜(SEM)及X射线能谱(EDS)对催化剂进行表征,研究了其对煤微波热解过程中的催化效果及机理,考察焙烧时间、焙烧温度等因素对催化剂催化活性的影响,通过气-质联用(GC-MS)及煤气分析仪对焦油及气体组分和含量进行测定。结果表明,Fe2O3/γ-Al2O3催化剂的加入提高了煤微波热解制氢气及焦油产率,超声浸渍条件下400℃焙烧4h制备的产品催化活性最佳。     

尖晶石型LiMn2O4的凝胶燃烧法制备

以硝酸锂、硝酸锰和柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法制备成前驱体,将该前驱体在空气环境下燃烧得到的粉料在600～900℃焙烧一定时间得到尖晶石型晶体结构的LiMn2O4(空间群为Fd3m)。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重-差热分析(TG/DTA)对前驱体及合成的样品进行了测试分析和表征。研究了焙烧温度、时间以及锂锰摩尔比(n(Li)/n(Mn))R等对合成样品的相组成、晶体结构和微观形貌等的影响。合成高纯尖晶石型LiMn2O4的优化条件为焙烧温度800℃,焙烧时间10h,R=1.1/2。     

固体超强酸SO42-/TiO2-Al2O3的制备及其催化合成冰片

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了系列SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3固体超强酸催化剂,运用XRD、NH_3-TPD、FT-IR、PyFTIR、XPS、SEM等技术手段,研究了复合催化剂材料的结构与性质,初步探讨了固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3催化剂的构效关系,得到适宜的催化剂制备条件为:n(TiO_2)/n(Al_2O_3)=1∶2、硫酸浸渍浓度1mol/L、催化剂焙烧温度500℃。考察了物料物质的量比、催化剂用量、反应时间等对催化合成冰片的影响。结果表明,在物料物质的量比为1∶0.4,催化剂用量为α-蒎烯质量的7%,采用程序升温方式(65℃-1h,75℃-4h,90℃-1h)加热的条件下,固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3催化剂的催化活性最高,α-蒎烯的转化率高达100%,龙脑的收率高达59.74%,SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3固体超强酸催化剂在重复使用6次的条件下,α-蒎烯的转化率均不变,龙脑的收率下降2.99%,催化剂的重复使用性良好。     

静电纺丝制备Fe2O3-TiO2纳米纤维及光催化性能研究

采用静电纺丝法制备了Fe2O3掺杂纳米TiO2的有机无机PVP/Fe2O3-TiO2纤维,经高温焙烧得到Fe2O3-TiO2纳米纤维。利用差动-热重(DSC-TGA)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、XRD和比表面积分析仪等对样品进行了表征。以10mg/L亚甲基蓝溶液为底物,研究了Fe2O3掺杂量和焙烧温度等对亚甲基蓝太阳光催化降解效果的影响。结果表明,掺杂量为0.08%、焙烧温度为500℃得到的Fe2O3-TiO2纳米纤维光降解效果最好,达到96.3%,重复使用7次降解率仍在90%以上。     

La2O3/γ-Al2O3复合产物的浸渍-燃烧法制备及表征

采用浸渍-燃烧法制备了La2O3/γ-Al2O3复合产物,原料为La(NO3)3.6H2O(A.R)、一水合柠檬酸和工业级的拟薄水铝石.以六水合硝酸镧和一水合柠檬酸分别为镧源和燃烧剂,柠檬酸与六水硝酸镧的摩尔比为5∶6左右.将拟薄水铝石研磨成粉末并溶于柠檬酸和镧的配合物溶液中,搅拌至凝胶状,110℃干燥2h,再放入马弗炉中焙烧2 h得到产物.采用XRD、BET、XPS进行分析和表征,结果表明La3+的加入提高了γ-Al2O3的热稳定性,随着样品焙烧温度升高,比表面积下降,孔容、孔径变大.随着La3+的量的增加,样品的比表面积增大,孔径尺寸分布变宽.通过控制La3+加入的量以及焙烧温度,可调控多孔γ-Al2O3粉体的比表面积、孔容、孔径大小及孔径分布.     

钛基LaxCe1-xTiyM1-yO3/γ-Al2O3催化剂的制备及催化燃烧性能

为提高钙钛矿型催化剂的活性,以γ-Al2O3为载体,采用等体积浸渍法制备负载型钙钛矿LaxCe1-xTiyM1-yO3/γ-Al2O3催化剂,考察了活性组分负载量、焙烧温度、A位元素配比和B位元素掺杂对催化剂催化燃烧甲苯性能的影响,并对催化剂进行XRD和BET表征。结果表明:催化剂的最佳制备条件是活性组分负载量为12%,焙烧温度为750℃,催化剂的最佳形式为La0.8Ce0.2 Ti0.8 Mn0.2 O3/γ-Al2 O3,在该催化剂的作用下,甲苯的起燃温度T50和完全转化温度T90分别为292℃和338℃;负载型钙钛矿催化剂保持了完整的钙钛矿结构,活性组分均匀分布在载体的孔道中,虽然会导致载体的比表面积有所降低,但催化剂可以更最大程度地分散,更有利于提高催化剂的催化活性。     

BiOCl/Bi2O3异质结复合光催化剂的制备和光催化性能研究

以五水硝酸铋、硝酸、氢氧化钠、盐酸为原料,用盐酸浸渍法制备了盐酸与氧化铋物质的量比分别为0.3∶1、0.5∶1、0.7∶1、1∶1的BiOCl/Bi2O3异质结新型复合光催化剂。用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DSC)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对材料进行了表征。250 W高压汞灯照射下,用光催化降解罗丹明B反应来测试催化剂的光催化活性,结果表明BiOCl/Bi2O3复合光催化剂的性能明显优于单体Bi2O3。当盐酸与氧化铋物质的量比为0.7∶1时,BiOCl/Bi2O3催化剂的光催化活性最佳。最后研究了抑制剂对BiOCl/Bi2O3复合光催化剂降解罗丹明B的影响,发现三乙醇胺和碘化钾都有一定的抑制作用。     

铜、锌、铝、锆物质的量比对CuO-ZnO-Al2O3-ZrO2系催化剂催化CO2加氢合成甲醇的影响

采用并流共沉淀法制备了各组分不同物质的量比的CuO-ZnO-Al2O3-ZrO2催化剂,考察各组分物质的量比对该系列催化剂前驱体及催化剂的影响.运用X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)技术、热重-微分热分解(TG-DTG)实验分析等手段对其进行表征分析,并在固定床连续流动反应器中利用组成为V(H2)/V(CO2)=3.0的混合气,在T=250℃、P=3.0MPa、GHSV=3000h-1反应条件下对CuO-ZnOAl2O3-ZrO2系列催化剂进行了催化CO2加H2合成甲醇的活性评价实验.结果表明:该系列催化剂在抑制Zn2+取代Cu2+方面表现良好,当n(Cu)∶n(Zn)∶n(Al)∶n(Zr)为0.45∶0.45∶0.02∶0.08时催化剂体现的还原性和活性最佳.     

钯钌原子比对碳载Pd-Ru催化剂催化H2O2电还原性能影响

利用化学还原法制备了不同原子比的碳载Pd-Ru催化剂,考察了钯钌原子比对碳载Pd-Ru催化剂催化H2O2电还原反应性能的影响。研究结果表明,随着Ru元素的增加,碳载Pd-Ru催化剂的粒径逐渐减小,各催化剂上H2O2电还原反应的起始还原电势稳定在0.82V,电流密度先增大后减小。当Pd∶Ru=1∶1时,PdRu/C催化剂表现了最好的催化性能。     

负载型ZnO纳米棒/Al2O3的制备及其光催化性能

以ZnCl2和Na2CO3为原料,将低温高压水热合成的ZnO前驱物原位沉积负载于Al2O3上,经高温焙烧得负载型纳米ZnO/Al2O3光催化剂。甲基橙光催化降解实验的结果表明,ZnO担载量为25%,焙烧温度为400℃,催化剂用量为0.5g.L-1时,ZnO/Al2O3的光催化活性最佳。紫外灯光照30min,其对甲基橙的降解率达91.7%。在相同条件下,在太阳光下照射30min,其对甲基橙的降解率也可达87.9%。TEM结果表明,ZnO均匀分散于Al2O3上,呈无序棒状,外径为5～12nm。紫外-可见漫反射吸收光谱显示,相比单纯ZnO,ZnO/Al2O3对可见光的响应明显增强。     

Bi2O3/BiOCl异质复合材料的制备及其光催化性能

本文以五水硝酸铋和氯化钾为原料,利用水热法一步制备了Bi2O3/BiOCl异质复合光催化材料,采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)对样品进行了表征。以罗丹明B为目标降解物,研究n(Bi)/n(Cl)摩尔比对合成Bi2O3/BiOCl异质复合光催化剂的形貌和光催化性能的影响。结果表明:随着n(Bi)/n(Cl)摩尔比的增加,Bi2O3/BiOCl的光催化活性显著增强,在n(Bi)/n(Cl)=1.75时,制备的Bi2O3/BiOCl异质复合光催化材料具有最高的光催化活性。     

ZnAl2O4的合成及在软质聚氯乙烯（PVC）中的阻燃应用

采用溶胶-凝胶法合成ZnAl2O4。探讨了加入浓硫酸、金属离子(Zn2+,Al3+)、乙二醇及络合剂的物质的量比(R),煅烧温度对产品的影响;通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对ZnAl2O4进行了表征;确定高纯度ZnAl2O4的最佳合成条件为:强酸条件,R为1∶2∶6∶30,700℃煅烧2 h。将制备的ZnAl2O4与Sb2O3应用于软质聚氯乙烯(PVC)的阻燃,添加1phr ZnAl2O4,极限氧指数(LOI)达28.8%,烟密度等级(SDR)达75.68%;当与Sb2O3混合质量比为2∶8时,添加10phr的阻燃效果相对较好,LOI达35.8%,SDR达92.16%。     

Sr2NaMg2V3O12的合成及发光性研究

采用高温固相法制备了Sr2NaMg2V3O12荧光粉,研究了焙烧温度、保温时间和NH4VO3用量等工艺参数对合成产物发光性能的影响,得出优化的工艺条件为NH4VO3过量1.5%,600℃预烧2h后900℃保温6h。所合成Sr2NaMg2V3O12荧光粉在紫外激发下发淡蓝绿色近白光,荧光光谱分析结果显示其激发峰主要位于波长小于390nm的近紫外和紫外区,发射谱带为400～640nm,发射主峰位于470nm左右,有望成为新型近白光LED荧光粉。     

不同催化剂可见光催化H2O2降解莠去津的性能研究

以锐钛矿型TiO2(记为A)以及Fe3+改性后的锐钛矿型TiO2(记为Fe-A)为光催化剂,以内分泌干扰物莠去津为目标污染物,研究了H2O2加入前后对两种不同催化剂可见光催化降解莠去津的影响,及其可见光催化降解莠去津的反应机理。结果表明:在H2O2存在的条件下,锐钛矿型TiO2可见光催化降解莠去津的光催化性能有了一定的提高,而Fe3+改性过后的锐钛矿型TiO2可见光催化降解莠去津的性能却得到显著提高,反应1h,降解率便达到98%。形成这种结果的原因可以初步判定为前者是H2O2吸附于锐钛矿型TiO2表面形成特殊结构,产生的O2-.主要起氧化降解作用,而后者则由于其溶出的Fe3+与H2O2作用在可见光下发生光芬顿反应,进而对莠去津起到良好的降解效果。     

复合氧化物TiO2 /Bi2O3对甲苯的光催化作用

采用NaOH沉淀法制备了TiO2/Bi2O3纳米粒子,用TG-DTA、UV-vis、XRD、XPS等对其结构、性质进行表征,并以甲苯为气相有机污染物对TiO2/Bi2O3光化学催化剂的气-固复相反应活性进行了研究.发现TiO2的加入可以阻碍Bi2O3晶粒的生长,从而导致粒径的减小.光生电子产生于Bi2O3并迁移到TiO2表面,使所需的激发光频率变低,从而使半导体的吸光波长向可见光区域扩展,表明复合TiO2能够提高Bi2O3的光催化活性,并且活性的提高程度与n(Ti):n(Bi)有关,其最佳配比为0.03:1;光催化活性随焙烧温度升高而增大,750℃焙烧的样品光催化活性最好.     

Ba1-x/2KxNiAl11O19催化剂的制备及其催化甲烷燃烧活性研究

采用异丙醇盐水解法制备Ba1-x/2KxNiAl11O19(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)催化剂。通过BET模型计算了其比表面积,用XRD和DSC-TG等技术及甲烷燃烧实验考察了催化剂的物理化学性能,研究了钾离子掺杂量对催化剂的结构以及对甲烷催化燃烧活性的影响。结果表明:催化剂在1200℃焙烧后可以形成完整的六铝酸盐晶型,同时具有较好的催化性能和高温稳定性,不同量的K和Ba离子掺杂对于催化剂的比表面积及孔径有较大的影响。Ba0.25K1.5NiAl11O19催化剂具有较大的比表面积和较高的活性,1200℃焙烧后比表面积为61m2/g,催化甲烷燃烧的完全转化温度T90%为750℃。     

V2O5-B2O3-TeO2体系低熔点玻璃形成规律及特性

较详细地研究了V2O5-B2O3-TeO2三元体系的熔化温度、冷却熔体的相组成及玻璃形成规律;并测试分析了V2O5-B2O3-TeO2三元体系玻璃的热性能和特征温度。结果表明,V2O5-B2O3-TeO2三元体系具有较低的熔化温度,存在3个不同的结晶区域和一个较广阔的玻璃形成区,其玻璃形成区域为:V2O50%～70%、B2O30%～30%、TeO230%～100%(均为摩尔分数);V2O5-B2O3-TeO2系玻璃具有较低的熔化温度和封接温度,是无铅低温封接玻璃的理想体系之一。     

CoAl2O4/Al2O3纳米复合陶瓷的结构与表征

利用溶胶-凝胶方法制备了的CoAl2O4/Al2O3纳米复合陶瓷,并用X-ray分析(XRD)、红外光谱(IR)和扫描电镜分析(SEM)对其结构进行了分析.结果表明,随Al2O3含量增多,CoAl2O4尖晶石相从CoAl2O4/Al2O3凝胶中的析晶温度升高.SEM形貌也说明,随Al2O3含量增多,CoAl2O4/Al2O3陶瓷中形成一定的层状结构.     

Pd-ZrO2/Al2O3催化剂对丙烯选择性催化还原NO的催化活性研究

采用浸渍法制备了具有高比表面积的氧化铝负载的Pd-ZrO2复合物催化剂(Pd-ZrO2/Al2O3),利用BET、XRD、TEM等手段研究了该复合物催化剂的物理特性,并重点研究了该复合物催化剂对以C3H6为还原剂选择性催化还原(SCR)NO的催化反应活性,分别讨论了反应温度、组分、焙烧温度、原料气组分、空速等因素对该催化反应的影响.结果发现,少量的Pd纳米粒子均匀分散于载体氧化铝上,添加适量ZrO2后,所制备的低负载量的Pd(1wt%)-ZrO2(2wt%)/Al2O3复合物催化剂具有较高的NO选择性催化还原反应活性,在240～250℃可使NO的转化率达到50%～70%.其活性提高的机制在于适量ZrO2的添加增强了反应物中NO和C3H6在催化剂表面的吸附,同时与Pd催化剂形成一种协同催化作用.     

纳米金刚石负载Fe2O3的制备及其对高氯酸氨的热分解催化作用

对纳米金刚石（ND）进行羧基化处理以提高其分散性,然后采用沉淀法制备了羧基化ND负载Fe₂O₃的催化剂。利用XRD、TG、BET和TEM对该负载型催化剂进行表征,通过DSC研究其对高氯酸铵(AP)热分解的催化作用。结果表明:ND经过羧基化处理后,在水中的分散性大幅度提高。沉淀法制备了直径5 nm、长50 nm的Fe₂O₃包裹或附着于ND的负载型复合催化剂,该催化剂对AP高温热分解的催化效果优于单一的Fe₂O₃或ND。当Fe₂O₃和ND的质量比为5∶1、在AP中添加质量分数2%的复合催化剂时,AP的高温分解峰温降低约30 ℃,ND负载Fe₂O₃催化剂具有一定的协同催化作用。