柠檬酸溶胶-凝胶法制备Cu-ZnO-ZrO_2催化剂:pH对其性能的影响

采用溶胶-凝胶法以硝酸盐、柠檬酸为原料,加入氨水调节溶液pH,制备出一系列Cu-ZnO-ZrO_2催化剂。并通过粉末XRD、热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)、N_2吸附-脱附(BET)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、CO_2程序升温脱附(CO_2-TPD)、SEM、TEM及傅里叶变换红外光谱(FTIR)对干凝胶及催化剂进行了理化性能测试,并在高温高压固定床反应器上进行催化剂活性评价。讨论了溶液pH对干凝胶结构及催化剂性能的影响。结果表明:pH为0.5制备得到的干凝胶中存在未配位的游离羧酸,又有部分羧酸通过羧基与金属离子进行了配位,而pH为4、6、8、10制备得到的干凝胶中不存在游离羧酸,羧酸均通过羧基与金属离子进行了配位。pH的改变调控着Cu~(2+)、Zn~(2+)、Zr~(4+)与柠檬酸之间的配位能力,pH为6时制备得到的催化剂具有较大的比表面积以及铜分散度,比表面积为92.5 m~2/g,铜分散度为18.63%,并表现出较好的CO_2加氢合成甲醇催化性能,CO_2转化率为24.7%,甲醇选择性为42.3%。     

固溶体催化剂在CO2加氢制甲醇反应中的应用

固溶体由于产生了固溶强化等性能的变化,使其较单一组分金属的热稳定性、结构性能等方面有着显著的提升,因此在催化剂中具有广阔的应用前景.针对固溶体催化剂在CO2加氢制甲醇反应中的应用,从固溶体的性质、制备方法等方面展开了综述,重点对反应机理和提高催化活性的措施进行了总结,对存在的问题进行了探讨.最后对固溶体催化剂在CO2加氢制甲醇领域的研究方向进行了展望,并认为固溶体催化剂有望为CO2资源化利用各类反应中催化剂的研发提供一种新范式.     

CeO2掺杂TiO2粉体的制备及其性能研究

采用Sol-gel法制备了CeO2不同掺杂比例的TiO2粉体,研究了掺杂比例对样品晶型、光谱吸收曲线及光催化降解亚甲基蓝的影响,结果表明:掺杂CeO2的TiO2样品对光波长的响应阈值为500nm左右;样品在普通日光灯下照射4h,对亚甲基蓝的降解率明显优于Degause P25,其中CeO2掺杂比率为7%(mol)的样品降解率达到了最大.     

载体Al/Si比对Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2加氢合成甲醇的影响

用直接合成法制备了不同铝硅物质的量比Al-SBA-15(β)(β=n(Al)/n(Si)=0,0.02,0.03,0.05)介孔分子筛,并采用浸渍法制备了金属负载量m=35%的CZZ/Al-SBA-15(β)负载型介孔催化剂,考察了Al/Si比对负载催化剂结构和性能的影响。采用N_2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、CO_2吸附(CO_2-TPD)、NH3吸附(NH3-TPD)和透射电子显微镜(TEM)等手段对样品进行了表征,在固定床反应器上评价了其CO_2加氢合成甲醇的催化性能。实验结果表明,CZZ/Al-SBA-15(β)具有介孔结构,Al的引入不但增加了载体表面酸性位点,同时还提高了催化剂表面铜分散度(DCu%)和铜比表面积(SCu)以及促进了Cu~+-O-Zn活性位的形成,从而大大提高了催化剂的活性。其中CZZ/Al-SBA-15(0.03)催化剂的甲醇选择性达到26%,与不掺铝的CZZ/Al-SBA-15(0)催化剂相比,甲醇选择性提高了11%,但随着掺Al量的继续增加,酸性太强,CO_2吸附能力下降,活性反而降低。     

锐钛矿型纳米TiO2溶胶的性能研究

采用溶胶法,以水为溶剂,在60℃下合成了TiO2溶胶.采用X射线衍射、差热分析、Zeta电位分析对其性能进行了表征,结果表明,所合成溶胶中的TiO2为纯锐钛矿型,平均粒径分布为2.3nm,Zeta电位为34mV.对甲基橙的降解实验表明,催化剂用量为5ml时,溶胶对甲基橙的降解率最高;在紫外光下,与P25粉体相比,溶胶降解速率更快,20min后对甲基橙的降解率即可达到93%.在可见光及荧光灯下溶胶也具有较好的降解效率.     

介孔二氧化铈的制备、表征以及对CO的氧化性能研究

以无机盐硝酸铈和柠檬酸为原料,CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)为模板剂,采用水热法制备了大比表面积的介孔CeO2,结合X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附与脱附、H2程序升温还原(H2-TPR)和CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等表征手段研究了CTAB加入及焙烧温度对介孔CeO2晶型结构和比表面积的影响,并对CO氧化催化机理进行了初步探讨。结果表明:前驱体与焙烧样品都具有晶型较好的CeO2立方萤石晶相结构和较大的比表面积,CTAB的加入不仅增大了样品的比表面积和孔容,而且在一定程度上提高了样品的结晶度;与其他样品相比,加入CTAB焙烧后的样品具有较好的催化效果。     

木瓜蛋白酶在介孔泡沫材料上的固定及性能研究

以氧化硅介孔泡沫材料(Siliceous mesocellular foam,MCF)为载体对木瓜蛋白酶进行了固定,并对固定化后材料的表征、固定化酶的性能以及酶的稳定性进行了研究.结果表明,木瓜蛋白酶在MCF上能获得较大的固定量(334mg/g MCF)和较高的酶活,固定化酶活力为游离酶的95.3%.固定化酶和游离酶的米氏常数Km值分别为6.99×10-3mol/L和6.71×10-3mol/L,并且相对于游离酶固定化酶的热稳定性和储藏稳定性都有明显改善.MCF是一种良好的木瓜蛋白酶固定载体.     

活性形貌对CuO/ZnO/Al2O3催化加氢反应的影响

以硝酸铜、硝酸锌等为原料,采用沉淀-沉积法制备了载体是介孔Al_2O_3的CuO/ZnO/Al_2O_3催化剂,通过改变焙烧时间可得到不同活性组分形貌(团簇球状和棒状)的催化剂,并用于CO/CO_2加氢反应。通过XRD、BET、N_2吸附-脱附、TEM、H_2-TPR、CO_2-TPD、NH_3-TPD和FTIR对催化剂进行了表征与测试。结果表明,活性组分(CuO/ZnO)形貌的改变影响了催化剂的Cu O晶粒尺寸、比表面积、孔径及其还原性能,且对催化剂的酸性位点和碱性位点的相对数量影响较大。团簇球状催化剂中活性组分的分散度高、易还原、碱性位多、酸性位少,有利于甲醇的生成;而棒状催化剂中孔道不均匀、碱性位少、酸性位多,更有利于二甲醚(DME)的生成。活性测试结果表明,团簇球状催化剂表现出高甲醇选择性(95.05%)和低DME选择性(4.18%);棒状催化剂的产物选择性与团簇球状相反,表现出高DME选择性(75.41%)和低甲醇选择性(12.81%)。     

固溶体催化剂在二氧化碳加氢制甲醇反应中的应用

固溶体由于产生了固溶强化等性能的变化，使其较单一组分金属的热稳定性、结构性能等方面有着显著的提升，因此在催化剂中具有广阔的应用前景。针对固溶体催化剂在CO2加氢制甲醇反应中的应用，从固溶体的性质、制备方法等方面展开了综述，重点对反应机理和提高催化活性的措施进行了总结与探讨并发现存在的问题，最后对固溶体催化剂在CO2加氢制甲醇领域的研究方向进行了展望，并认为固溶体催化剂有望为CO2资源化利用各类反应中催化剂的研发提供一种新范式。     

低温制备锐钛矿型TiO2溶胶的性能研究

采用溶胶-凝胶法,以水为溶剂,在低于70℃下直接合成纳米锐钛矿型TiO2溶胶,研究了反应温度、pH值对溶胶晶型、晶粒大小和稳定性的影响.以不同光照下对亚甲基蓝的降解,评价了溶胶的光催化活性.结果表明:较低pH值下溶胶中的TiO2出现了金红石相与锐钛矿相组成的混晶相,而pH值相对较高时则得到纯锐钛矿相TiO2;在紫外光、日光灯和太阳光下,与P25对亚甲基蓝的降解相比,同等条件下所制备的TiO2溶胶显示出更好的光催化活性;混晶相TiO2溶胶的光催化性优于纯锐钛矿相TiO2溶胶.