低温钒基脱硝催化剂的研究进展

钒基催化剂在中高温环境下具有较好的脱硝活性,但是在工作环境温度低于200℃时,其脱硝活性很低,因此需要通过助剂掺杂、改变制备工艺对钒基催化剂在低温下的脱硝活性进行改善。本文从载体、助剂、制备方法三个方面进行详细分析,阐述了其各自对钒基催化剂在低温下实现高效率抗硫脱硝的机理及意义。最后指出目前钒基催化剂抗硫脱硝存在的问题,以及对下一步需要研究的方向进行总结。     

载体预处理对Fe-Mn/AC催化剂低温脱硝活性的影响

以活性炭为载体,采用硝酸及热处理对载体进行预处理,用浸渍法制备Fe-Mn/AC催化剂,通过FTIR、SEM、N_2吸附-脱附、NH_3-TPD、H_2-TPR和XPS等进行表征,考察载体预处理对催化剂脱硝活性的影响。结果表明,载体预处理会影响载体的官能团、酸位、孔结构及比表面积等,进而影响活性组分的价态及分散性,活性组分的高价态和高分散性是其低温具有高活性的主要原因,载体经硝酸及300℃热处理的催化剂在140～250℃内活性提高近38%。     

载体预处理对Fe-Mn/AC催化剂低温脱硝活性的影响

以活性炭为载体,采用硝酸及热处理对载体进行预处理,用浸渍法制备Fe-Mn/AC催化剂,通过FTIR、SEM、N_2吸附-脱附、NH_3-TPD、H_2-TPR和XPS等进行表征,考察载体预处理对催化剂脱硝活性的影响。结果表明,载体预处理会影响载体的官能团、酸位、孔结构及比表面积等,进而影响活性组分的价态及分散性,活性组分的高价态和高分散性是其低温具有高活性的主要原因,载体经硝酸及300℃热处理的催化剂在140～250℃内活性提高近38%。     

非化学计量Ni掺杂的LiNix V3O8水系锂离子电池负极材料研究

采用溶胶-凝胶法制备出非化学计量镍(Ni)掺杂的钒酸镍锂(LiNi_xV_3O_8)材料,并组装成扣式钒酸镍锂/锰酸锂(LiNi_xV_3O_8/LiMn_2O_4)电池。对制成的材料进行X射线衍射(XRD)分析表明,在Ni掺杂量低于5%(摩尔百分数)条件下,材料主相为层状结构钒酸锂(LiV_3O_8);超过5%,材料会形成钒酸亚镍(NiV_3O_8)相。场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析可知,材料为长度700～800nm,宽度400～500nm的薄片状颗粒。从循环伏安谱图中可见两对准可逆的氧化还原峰,分别对应电池充电和放电曲线上的两个充放电平台。适量的Ni掺杂可提高LiNi_xV_3O_8/LiMn_2O_4电池的比容量和循环性能,减缓循环过程的阻抗增长。在Ni掺杂量5%条件下电池性能最佳,其首次放电比容量为93.1mAh/g,50次循环后比容量仍保持70.2mAh/g。     

超级电容器用煤基活性炭研究

为了研究煤基活性炭电极对超级电容器性能的影响规律,根据超级电容器的工作原理,阐述了比表面积、孔径分布、表面官能团、石墨化程度、灰分及粒度对电化学性能的影响。研究表明适宜的中孔比例和粒度有利于电解液的扩散;含氧和含氮官能团可以改善电极的表面润湿性;无定型炭结构孔隙更发达,更适合作为活性炭材料;降低灰分可以提高电极的充放电特性和倍率特性。     

金属化合物超级电容器电极材料

金属化合物是理想的赝电容电极材料,但是其拥有导电性差且易团聚的缺点,使得电容性能显著下降。本文通过总结近年来的研究成果,阐述了金属化合物在超级电容器中的应用以及提高各类金属化合物电容性能的方法。研究表明,金属化合物与各类材料的复合、电沉积法、化合物结构的定向合成等多种方法均可有效提高金属化合物导电性,防止团聚现象的发生。随着金属化合物缺点的不断攻克,其在超级电容器的应用也将逐渐频繁起来,同时金属化合物赝也为新兴的储能元件注入了新的活力。     

分子结构改性氮化碳光催化制氢的研究进展

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)因其独特的性质、廉价的原料,成为光催化制氢领域研究的热点。但是g-C₃N₄仍然存在比表面积小、可见光利用率低、电子-空穴易复合等不足,限制了其光催化效率。主要从共聚、共价连接和表面修饰官能团等方面对氮化碳的分子结构修饰改性方法进行了综述。此外,还总结了分子结构修饰氮化碳在可见光吸收能力、电子和空穴的分离效率、活性位点反应性等方面提升光催化制氢活性的机制。最后,对氮化碳的分子修饰改性方面存在的挑战和前景进行了展望。     

核-壳结构纳米复合材料在脱硝中的应用

核-壳结构纳米复合材料基于壳对核的有效保护和核壳之间的相互作用而表现出优异的脱硝活性和抗毒性。从核-壳催化剂的制备方法及核壳组成对脱硝活性的影响进行了总结和讨论。采用化学沉积法、自组装法和水热法等制备方法,以TiO_2、CeO_2和Fe-ZSM-5分子筛等为壳结构时,能有效阻止SO_2对活性中心原子的毒化作用,从而提高脱硝催化剂的抗硫性。通过优化成核的活性组分和成壳的物质,有望制备出具有高活性和高稳定性的核-壳脱硝催化剂。     

超级电容器活性炭电极材料改性技术研究进展

为解决活性炭电极在实际应用中存在的比电容小、能量密度低的问题,可采取对活性炭进行二次改性的方法优化其结构,确保其在工作过程中能较好地进行充放电。本文综述了活性炭孔径结构调整和表面改性的常见方法和最新的研究成果,并对活性炭改性技术发展趋势进行了展望。