TiO2上的CuAg纳米粒子用于高效乙醛光降解

光降解乙醛(CH3CHO)是一种新型高效的乙醛去除方法，通常采用TiO2作为光催化剂。然而TiO2对乙醛吸附能力较弱，对产物的选择性较低，电子-空穴对重组率较高，严重限制了对乙醛的降解性能。本研究通过在TiO2上负载CuAg纳米粒子(CuAg/TiO2)，成功构建了高效稳定的光催化降解乙醛催化剂，有效解决了TiO2的固有缺陷。在自然光照射下，CuAg/TiO2对乙醛的降解率高达42.49%。连续4轮全光谱光催化降解乙醛，CuAg/TiO2活性均保持在98.89%以上。进一步的机理研究表明，CuAg/TiO2中的CuAg纳米粒子在光照下产生热电子，随后热电子转移到TiO2和吸附在Ag位点上的氧中。CuAg/TiO2上生成的超氧自由基能有效地降解乙醛，从而在乙醛降解过程中表现出优异的性能。     

酸碱性浸渍条件对钯炭催化剂加氢性能的影响

采用氢氧化钠和盐酸调节钯炭(Pd/C)催化剂制备过程中的浸渍液的pH,制备了相应的钯炭催化剂。对Pd/C催化剂的成分、形貌等性质进行表征分析,研究了不同浸渍条件下制备的Pd/C催化剂对苯甲醛和2-氰基吡啶加氢的催化性能。结果表明,酸/碱浸渍方法可有效控制钯颗粒的尺寸大小及分散度。在浸渍液的pH值为3的条件下制备出的Pd/C-1~#催化剂平均粒径为2.78 nm。当浸渍液的pH值为10时,制备的Pd/C-2~#催化剂平均粒径为3.75 nm。对于2-氰基吡啶加氢,采用酸性浸渍条件制备的Pd/C催化剂具有更好的催化效果;而采用碱性浸渍条件制备的Pd/C-2~#催化剂对苯甲醛加氢效果更好。     

RuPt双金属在催化加氢反应中的性能研究

采用溶剂热法制备了5%Pt/C、5%Ru/C和5%Ru95Pt5/C三种催化剂。对催化剂的形貌和活性组分分布进行了表征分析,分别研究了不同催化剂在苯乙炔或4-硝基酚加氢反应中的催化性能。结果表明,由于协同效应,双金属负载的催化剂5%Ru95Pt5/C比单金属催化剂具有更好的催化加氢性能。在苯乙炔加氢反应中,5%Ru95Pt5/C具有更高的选择性和优异的活性;在4-硝基酚的加氢中,5%Ru95Pt5/C的催化活性显著增加,且在循环5次后,仍保留了>99%的活性。     

钨原子掺杂的Ti3C2TxMXene材料在全光谱氮气光固定中的应用

将W原子掺杂到Ti₃C₂T_xMXene材料中,成功制备具有全光谱氮气光固定催化活性的W/Ti₃C₂T_x-U光催化剂。在室温且无任何牺牲剂条件下,该催化剂作用下NH₃产率高达228μmol/(g·h)。对W掺杂及超声插层处理对MXene材料催化性能的影响进行研究。采用扫描透射电子显微镜、电子自旋共振波谱、X射线光电子能谱、紫外-可见分光光度计、程序升温化学吸附分析仪及密度函数理论计算等多种方式对所得到的催化剂进行表征及研究。结果表明:Ti₃C₂T_xMxene可收集紫外-可见光和近红外光以生成热电子;掺杂的W原子作为活性中心,向N₂分子的反键轨道贡献电子,使N≡N的键长增加,从而促进N₂分子的吸附和活化。     

丙烯酸气凝胶在水处理中的应用：金属离子的回收再利用

水溶液中金属离子的回收一直以来都是研究热点,其中贵金属离子的吸附和循环利用广受关注。聚丙烯酸在金属离子吸附中具有广阔前景,但其在水中的易溶解性限制了聚丙烯酸在水溶液中的广泛应用。因此,对聚丙烯酸进行改性解决其水溶性问题,有利于实现聚丙烯酸材料在水溶液中的金属离子吸附。本文成功制备了碳纳米管/壳聚糖/丙烯酸钠(CNTs/CS/PAA-Na)复合气凝胶,以作为水溶液中金属离子的高效吸附剂,在室温下对Cu(Ⅱ)和Pd(Ⅱ)分别达到27.6 mg/g和30.4 mg/g的吸附容量。此外,Cu(Ⅱ)和Pd(Ⅱ)被吸附到CNTs/CS/PAA-Na上形成的新材料能被应用于催化对硝基苯酚的加氢反应,展现出高效的催化性能。整个过程中,贵金属离子实现了一站式回收和再利用,为贵金属离子资源化利用提供了一种新策略。     

Ag/ZnO复合材料在氮气光固定中的应用：构造肖特基势垒以实现有效的电荷载流子分离

将氮气(N2)光催化还原为氨(NH3)是一种可持续的能源生产方法。等离激元共振光催化剂能够通过表面等离激元共振效应实现太阳能的有效转化,也因此受到越来越广泛的关注。然而,热载流子往往会在催化固氮的过程中发生重新结合。本研究将具有等离激元共振效应的Ag纳米粒子与ZnO半导体复合(Ag/ZnO)并应用于氮气光固定。与ZnO相比,Ag/ZnO在氮气光固定的催化活性得到了提高,室温下氨生成速率达到120 μmol.gcat.^-1.h^-1。进一步的机理研究表明在Ag纳米颗粒与ZnO的界面处形成了肖特基势垒,这大幅度促进了光生电子-空穴对的分离。Ag纳米粒子通过表面等离激元共振效应生成热载流子,所形成的肖特基势垒则促进了电子从Ag向ZnO转移。此外,ZnO中的富电子Zn ⁺可能作为活性位点以吸附和活化氮气分子,从而促进氮气光固定的进行。