锰系钙钛矿型氧化物的催化性质及耐SO_2性能

考察了Mn系钙钛矿型催化剂La_(1-x)Sr_xMn_(1-y)Me_yO_3(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4;y=0,0.2,0.4,0.6)对CO完全氧化的催化活性及耐SO_2性,用TPR方法研究了催化剂的可还原性,用FTIR研究了SO_2在催化剂表面上的吸附,结果表明:Mn系钙钛矿型催化剂按吸附机理催化CO为CO_2,B位低价态Mn离子越多,催化剂吸附氧能力越强,TPR温度越低,催化剂可还原性越大,催化活性越好;反之,相反,SO_2强吸附在B位Mn离子上,使催化剂吸附氧能力消失造成催化剂不可逆失活。     

TiO_2气敏元件的空燃比敏感特性

通过气氛模拟实验,研究了TiO_2气敏元件的空燃比(A/F)敏感特性;借助气体边界层模型分析了临界值(A/F)_c的偏移现象。测定了气孔率、催化剂等对气敏速度的影响。采用EPMA技术,分析了元件表面污染状态对其使用寿命的影响。并初步探讨了掺杂对TiO_2电性能的影响以及TiO_2的自身催化氧化过程。     

非贵金属氧化物在含水条件下对一氧化碳的催化氧化

CO的催化氧化是去除CO的一种环保有效的技术方法.影响CO氧化活性的因素有很多,如水汽含量、前驱体溶液、制备方法、焙烧温度和催化剂重量等.近来非贵金属氧化物受到众多科研工作者的关注,特别是Co基催化剂.虽然Co基催化剂在低温下对CO氧化有优异的催化性能,但在含水条件下易失活,因此提高含水条件下低温CO氧化的催化性能刻不...     

MOF衍生制备Pd-MnCeOx催化剂及其CO催化氧化性能

利用铈基金属有机框架限域Pd颗粒,并通过界面反应掺杂Mn离子,以此为前驱体经过热解反应制备MnCeO_x混合氧化物负载的Pd催化剂。表征结果表明,这一方法制备的Pd-MnCeO_x催化剂具有纳米棒状形貌,且Mn在CeO₂晶格中均匀掺杂,Pd在载体上高度分散。Mn的掺杂有效提升了载体的氧空穴浓度,改善了载体的低温氧化还原性能,增强了CO氧化反应中的晶格氧流动性。此外,在Mn的掺杂量达到3.26%时,Pd-MnCeO_x-10中Pd与混合氧化物具有最强的金属-载体相互作用,从而表现出了最佳的CO催化氧化活性,在100℃时可以将CO完全转化。     

混合氧离子导体BaCo0.2Fe0.6Ti0.2O3-δ的制备与性能研究

采用修饰的 Pechini方法制备了纯相混合氧离子导体 Ba Co0 .2 Fe0 .6Ti0 .2 O3 -δ(BCFT)样品。 X射线衍射(XRD)证明了该方法制备的陶瓷粉体及烧结样品为单一的六方钙钛矿相结构。扫描电镜 (SEM)观察显示BCFT烧结样品具有均匀的微结构。电导测量显示 :在 5 70℃以下具有电阻负温度系数 (NTC)特征 ,而在 5 70～ 1 0 0 0℃则呈电阻正温度系数 (PTC)特征。结合 BCFT烧结样品的氧非化学计量碘滴定结果分析认为 :高温晶格氧在 5 0 0～ 60 0℃的大量析出使空穴载流子浓度降低是导致电导率出现极值的原因 ,这同时也说明了BCFT在 45 0～ 80 0℃物理热膨胀系数的峰值现象。     

不同气氛下含硼燃料热氧化特性及动力学分析

通过高温热重（TG-DTG）分析和常压差示扫描量热（DSC）等分析手段,研究不同气氛对含硼燃料热氧化特性的影响.利用TG-DTG切线法得到不同气氛下含硼燃料的着起始氧化温度温度,分析实验结果表明,在50～650 ℃温度区间,燃料的着火温度不受气氛影响,提高氧浓度有助于促进燃料反应放热.在650～1 100 ℃温度区间,在O2、空气和CO2气氛下含硼燃料中硼的起始氧化温度温度分别为705.3、710.8、723.4 ℃,在N2下增重非常少,与Ar不发生反应;提高O2浓度有利于降低含硼燃料中硼的起始氧化温度,加快氧化反应,提高含硼燃料的反应效率.采用Satava-Sestak 积分法模型计算燃料在高温段（650～1 100 ℃）不同气氛下的化学反应动力学参数.     

掺杂Mg~(2+)对NiFe_2O_4晶体结构及气敏性的影响

针对纯的镍铁尖晶石纳米材料对气体灵敏度较低问题,以硝酸铁、硝酸镍和硝酸镁作为反应物,柠檬酸作为凝胶剂,采用溶胶凝胶结合自蔓延燃烧工艺合成Ni1-xMgxFe2O4型纳米粉体,研究了金属镁离子掺杂对镍铁尖晶石晶体结构及气体灵敏度的影响.x-射线衍射仪(XRD)分析和扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明:干凝胶在250℃自燃所得的粉体即为NiFe2O4尖晶石相,Mg2+在NiFe2O4晶格中优先占据B位,部分占据A位.采用600℃热处理后的样品颗粒尺寸为30～50nm.气敏性能测试结果表明:当x为0.2,最佳工作温度为300℃时,Ni1-xMgxFe2O4型气敏元件对丙酮气体的灵敏度最高.     

磷炉尾气燃料对锅炉材料腐蚀机理分析

磷炉尾气是富含CO 80%～90%的燃料.但由于尾气中含有大量PH3,作为锅炉燃料利用时对金属材料腐蚀严重.本文分析了磷炉尾气主要有害杂质P4、PH3、H2S燃烧时发生的反应,认为对锅炉材料产生的腐蚀主要是燃气中PH3的存在所致.通过SEM测试受损锅炉部件,其腐蚀产物形态验证了腐蚀机理分析.采用催化氧化方法去除尾气中PH3等杂质后的净化气,经过时达4年的燃烧应用,验证了磷炉尾气使用催化氧化法净化后,可作为锅炉优质燃料安全使用.     

化学链燃烧中Co掺杂改性Fe_2O_3(104)载氧体反应特性

基于密度泛函理论建立金属Co掺杂的铁基载氧体的微观模型,探究掺杂Co后模型表面的电子结构及反应特性的变化。首先,采用Material Studio软件中CASTEP模块构建并优化Fe_2O_3(104)的平板模型;其次,以Co原子分别替换模型表面不同配位数的Fe原子(Fe5f,Fe6f和Fe7f),构建Co在表面不同Fe原子位的掺杂模型(Co–Fe_2O_3(104));最后,计算纯净模型和掺杂模型的表面能、掺杂结合能、态密度以及掺杂位点原子的键长、键角和原子间距离等参数,考察CO在Fe_2O_3(104)和Co掺杂的Fe_2O_3(104)表面的等温吸附特性,并以CO分子为探针测试Co掺杂模型和纯净模型表面的氧化反应特性,获取反应路径、过渡态和反应活化能等信息。几何优化结果得到Co掺杂模型的稳定性顺序是:Co5f–Fe_2O_3(104) Co6f–Fe_2O_3(104) Co7f–Fe_2O_3(104),对应的结合能分别为–0.399 eV、–0.215 eV和0.487 eV,Co在Fe5f和Fe6f位的掺杂是放热过程,并且在Fe5f原子位的掺杂时放热较多,而在Fe7f原子的掺杂属于是吸热反应;Co掺杂改变了掺杂位点相邻O原子的平均键长LO-M(M代表Fe或Co),其中Co替换Fe7f后相邻O原子的LO-M增加了0.004 4 nm;掺杂Co后模型的总态密度(DOS)均向费米能级(0 eV)方向移动,在–8 eV～0 eV能量范围内离域性增强,而且Co5f–Fe_2O_3(104)模型体系靠近费米能级左边的填充态能量高于其他模型。等温吸附表明Co掺杂可以提高CO在模型表面的吸附量,并且存在吸附两种方式:–2.0 eV附近的峰为CO模型表面碱性位点的吸附峰,–0.75 eV附近的峰为CO在非碱性位点的吸附峰。CO在Co5f–Fe_2O_3(104)表面的吸附能(–0.851 eV)最大,而在Co7f–Fe_2O_3(104)表面的吸附需要外加能量(0.386 eV),CO在Co6f和Co7f掺杂位吸附的键长(LCO)比纯净模型表面的分别增加了0.000 4 nm和0.001 1 nm,表明Co掺杂表面对CO分子的活化作用较大;过渡态分析表明CO在Co掺杂表面氧化生成CO2的反应活化能均明显下降,其中CO在Co5f–Fe_2O_3(104)表面生成CO2的活化能最低,比在Fe_2O_3(104)表面的减少了0.518 eV,且相应的反应能增加了0.445 eV。研究表明,Co与Fe在其氧化物中成键结构不同,导致掺杂后模型表面的悬键增多,表面能增大,态密度向费米能级方向移动,提高了Fe_2O_3(104)表面活性,并且Co在低配位数Fe原子位的掺杂更有利于降低氧化CO的反应活化能。因此,通过掺杂金属Co提高铁基载氧体反应活性是可行的,其改性效果与掺杂活性成分的特性和掺杂方式有密切的关系。     

La0.5Sr0.5CoO3薄膜的制备及其湿敏性质的研究

利用脉冲激光沉积(PLD)的方法,在SiO2/Si衬底成功制备了钙钛矿结构的La0.5Sr0.5CoO3薄膜.对制备的薄膜生长的薄膜进行了XRD测量分析,并且对薄膜的表面形貌进行了测量分析.着重对薄膜的电阻进行了测量,发现环境气氛对电阻的影响,进而对薄膜湿敏电阻进行了测量.     

Preparation of cerium doped Cu/MIL-53(Al) catalyst and its catalytic activity in CO oxidation reaction

Metal-organic framework (MOF) material MIL-53(Al) with high thermal stability was prepared by a solvothermal method, serving as a support material of cerium doped copper catalyst (Ce-Cu)/MIL-53(Al) material for CO oxidation with high catalytic activity. The catalytic performance between the (Cu-Ce)/MIL-53(Al) and the Cu/MIL-53(Al) catalytic material was compared to understand the catalytic behavior of the catalysts. The catalysts were characterized by thermogravimetric-differential scanning calorimetry (TG-DSC), N₂ adsorption- desorption, X-ray diffraction (XRD), and transmission electron microscopy (TEM). The characterization results showed that MIL-53(Al) had good stability and high surface areas, the (Ce-Cu) nanoparticles on the MIL-53(Al) support was uniform. Therefore, the heterogeneous catalytic composite materials (Ce-Cu)/MIL-53(Al) catalyst exhibited much higher activity than that of the Cu/MIL- 53(Al) catalyst in CO oxidation test, with 100% conversion at 80 °C. The results reveal that (Cu-Ce)/MIL- 53(Al) is the suitable candidate for achieving low temperature and higher activity CO oxidation catalyst of MOFs.     

物理法制备的纳米过渡金属催化剂上CO的氧化(Ⅰ)——催化剂筛选的热力学基础

研究了物理法制备的纳米过渡金属催化剂上ＣＯ的氧化反应及催化剂活性组分与其催化活性的关系。试验结果表明,纳米铜催化剂对ＣＯ氧化反应有较好的催化活性, 催化剂活性组分金属氧化物生成热与其催化ＣＯ氧化反应催化活性之间存在关联     

载体对CO选择性氧化催化剂抗还原作用研究

以γ-Al2O3，ZrO2，CeO2及复合氧化物Ce0.5Zr0.5O2为催化剂载体，浸渍法负载Cu0制备催化剂．测试了不同载体的Cu0催化剂对CO选择性氧化的反应活性和稳定性．结果表明，催化剂的催化行为与载体的性质密切相关．载体中添加CeO2的催化剂在低温下表现出较好的催化性能．应用XRD，H2-TPR，H2滴定方法表征了催化剂的结构和表面性能．发现活性组分CuO与载体之间有强烈的相互作用．载体CeO2具有持久的供氧能力，使催化剂有优良的抗还原性能，因此表现出了较好的反应活性和稳定性．     

La_(1-x)Sr_xCo_(1-y)Mo_yO_3催化氧化活性及抗硫性能的研究

对La_(1-x)Sr_xCo_(1-y)Mo_yO_3氧化型催化剂的化学性能进行了研究,结果表明改变它的化学组成则会影响其催化性能。当A位Sr~(2+)含量或B位Mo~(6+)含量增加时,它们使正己烷的氧化活性及抗硫性能均有所提高。性能最好的催化剂是La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.9)Mo(0.02)O_3。该催化剂有希望用于含硫废气的治理。     

纳米Cu/γ-Al_2O_3催化剂预处理对CO氧化活性的影响

以电弧等离子体法制备纳米铜活性组分,物理法制备出负载型纳米Ｃｕ／γ Ａｌ２Ｏ３催化剂,用于催化ＣＯ氧化反应,发现催化活性在催化过程中呈规律性变化,即初始活性较低,空气中焙烧预处理易使纳米粒子长大,催化剂的氧化与ＣＯ还原实验表明铜氧化物活性高于Ｃｕ０。     

氧化镁对铜铈催化剂CO氧化活性及抗硫性能影响

研究了氧化镁改性载体对铜铈复合氧化物催化剂的CO氧化活性、抗硫性能及烧焦助燃活性的影响。结果表明,以氧化铝为载体的铜铈复合氧化物催化剂具有较高的CO氧化活性,但抗硫中毒的性能稍差;用氧化镁对载体进行改性处理,不仅可以提高催化剂的CO氧化活性,当氧化镁改性剂用量达到20％(质量分数)以上,载体中出现了MgO结构碎片的晶相峰之后,还可明显提高其抗硫中毒的能力,以及硫中毒后氢气还原气氛中的还原再生能力。使催化剂进行烧焦助燃时表现出良好的烧焦助燃活性。     

PtRu/C和PtNi/C催化剂合成及其对甲醇氧化的电催化性能

采用微波多元醇法合成PtRu/C和PtNi/C催化剂,利用透射电镜（TEM）和X-射线衍射仪（XRD）对催化剂的微观结构和形貌进行了表征.结果表明,在催化剂中PtRu和PtNi合金纳米粒子的平均粒径分别为2.7和3.0 nm,粒径均匀,并高度均匀地分散在碳载体上.电化学测试结果表明,与Pt/C催化剂相比,PtRu/C和PtNi/C催化剂对甲醇的电化学氧化具有更低的起始电位和更稳定的极化电流,说明PtRu/C和PtNi/C催化剂对甲醇氧化具有更稳定的电催化性能和更好的抗CO中毒性能.这是由于合金催化剂中的Ru和Ni可以在较低的电位下与其表面吸附水形成含氧物种,使Pt表面吸附的CO等中间物氧化为CO2,避免了催化剂的CO中毒.     

二氧化碳加氢制甲醇反应机理研究进展

随着工业的迅速发展，化石燃料的使用给生态环境带来的负面影响越来越凸显。其中，CO2作为主要的温室气体对全球气候变化造成严重的危害。CO2选择性加氢制甲醇是解决温室效应、发展绿色能源和实现经济可持续发展的重要途径之一。Cu基催化剂以其优异的催化性能和低廉成本而被广泛应用于CO2加氢制甲醇反应研究中。Cu基催化剂化学性质和电子特性的高度可调性，往往使其反应机理具有差异性，进而展现出不同的催化性能。针对Cu基催化剂催化CO2选择性加氢制甲醇的反应机理进行综述，旨在通过对反应机理的深入认识，为高效稳定的Cu基催化剂设计提供理论指导。     

硅铝配比对镍基催化剂催化废塑料裂解产物的影响

采用浸渍法制备了3种不同硅铝物质的量比的负载镍的催化剂,通过吡啶吸附傅里叶变换红外(FT -IR)和X-衍射(XRD)分别对催化剂的酸性、酸量及晶体类型进行表征,同时考察该催化剂在混合废塑料催化裂 解制燃料油过程中的催化活性。结果表明,随着硅铝物质的量比的降低,催化剂的总酸量增加,产物中气体收率和 积碳收率增加,残渣收率降低,但酸量过高引起废塑料深度裂解,导致产物中汽油馏分收率下降。结果表明,最佳硅 铝物质的量比为1∶3,由此得到的负载镍的2# 催化剂可以使汽油馏份收率大于40%。实验还对催化裂解得到的汽 油馏分进行了气相色谱分析。通过调变催化剂的硅铝物质的量比,可以改变其酸性,从而有利于改善催化剂的选择 性,有利于得到辛烷值较高的汽油馏份。     

介质阻挡放电协同催化对空气中苯的降解

为提高介质阻挡放电技术对空气中苯的去除效率,降低尾气中的残余有害气体的含量,采用等离子体结合二氧化锰或氧化铜／二氧化锰催化剂的方法．采用水热法和浸渍法分别合成了二氧化锰和氧化铜／二氧化锰催化剂,通过气相色谱仪和碘量滴定法测定了尾气中苯、二氧化碳、一氧化碳和臭氧的含量,研究了苯氧化降解过程等离子体与催化剂协同效应．结果表明,当不加催化剂时,随放电功率增加,苯的降解率可达68．2％,臭氧体积分数上升至595×10^-5,二氧化碳的选择比为51．9％;采用氧化铜／二氧化锰催化剂对尾气中臭氧和一氧化碳降解最好,尾气中的臭氧降低为108×10^-6,同时二氧化碳选择比提高至94．2％．