Fe2O3-Co3O4异质结的熔盐法制备及其析氢性能

氧化物在电催化析氢反应中具有广阔的应用前景。以Na F和KNO₃的混合盐为反应介质，以Co Cl₃和Fe Cl₃为原料，通过熔盐法于350℃煅烧2 h便可制得Fe₂O₃-Co₃O₄异质结构，并将其用于绿色制氢。借助X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱分析样品的微观形貌、物相结构和电子结构信息，验证了Fe₂O₃和Co₃O₄之间存在有效耦合。Fe₂O₃可使催化剂表面粗糙，大幅增加活性比表面积。此外，Fe₂O₃和Co₃O₄之间存在电子相互作用，Fe₂O₃向Co₃O₄提供电子，降低Co原子的价态，大大提升了Fe     

Co3O4-MMT催化剂的制备及其N2O催化分解性能

以MMT为载体，采用原位聚合-配位沉积法制备3种不同Co负载量的Co₃O₄-MMT催化剂。采用N₂物理吸附、XRD和TEM对载体和催化剂进行表征，并在连续流动微反装置上考察其N₂O催化分解性能。结果表明，与Co₃O₄催化剂相比，Co₃O₄-MMT催化剂的比表面积显著增大，且活性组分Co₃O₄具有较高的分散状态。Co₃O₄-MMT催化剂的催化活性随着Co含量的增加先升后降，其中0.015Co-MMT表现出最佳的催化活性，其活性远高于Co₃O₄催化剂，同时，该催化剂还表现出良好的催化稳定性和较好的杂质气体耐受性。     

Co3O4/Fe3O4/MXene复合纳米结构的电磁波吸收性能调制

在电子设备快速发展和广泛使用的今日，电磁波辐射日益严重，影响了电子设备的正常运行及人类的身体健康。为了解决这个问题，选择具有特殊层状结构、高导电率和介电损耗性能极佳的二维材料MXene与磁性铁氧体复合，通过改进的两步法水热-溶剂热法制备棒状Fe₃O₄。为了进一步提高铁氧体的磁损耗性能，采用高温液相还原法将Co₃O₄附着在其表面，之后将不同比例的Co₃O₄/Fe₃O₄通过静电自组装的方式与MXene复合。经过电磁参数和性能的测试与计算，得到了Co₃O₄/Fe₃O₄/MXene复合材料，当其中的Co₃O₄/Fe₃O₄添加比例为25%时，在14.9 GHz频段，有着最高的RL值，厚度为8.5 mm，最佳RL值达到-49 dB,EAB为1.1 GH...     

铁氧化物在流化床温度和CO气氛下的形态迁移及其对NO催化还原

利用小型固定床实验台实验研究了铁氧化物在典型流化床温度和CO还原性气氛下的形态迁移及其生成物对NO的催化还原作用,采用分级还原结合X射线衍射（XRD）表征分析,确定铁氧化物与CO和NO反应后生成物的价态及各种铁氧化物对NO的还原机制。结果表明,Fe₂O₃在实验条件下可依次被CO还原为Fe₃O₄、FeO和单质铁,反应过程中随着还原度的增加,还原速率逐级下降,从Fe₂O₃还原到Fe₃O₄的速率最高,FeO还原到Fe速率最低,在实验温度范围内,床温升高有利于提高Fe₂O₃到Fe₃O₄的还原速率和还原度。不同形态的铁氧化物对NO的催化还原特性不同,Fe₂O₃及其部分还原后生成的Fe₃O₄都不能直接与NO反应,Fe₂O₃对CO催化还原NO的效果很弱,而Fe₃O₄对CO还原NO的反应却有很强的催化作用,而进一步还原生成FeO与单质铁还可直接与NO反应。     

修饰的CuO/Fe2O3水煤气变换催化剂的性能测试与表征

ZrO₂是一种高熔点金属氧化物,同时具有弱酸性和弱碱性以及氧化性与还原性,具有p型半导体性质,易产生氧空穴,是理想的催化材料。通过添加不同质量分数的ZrO₂(0~5%) 作为助剂,采用分步沉淀法制备系列CuO/Fe₂O₃-ZrO₂催化剂,通过XRD、N₂物理吸附-脱附、H₂-TPR和CO₂-TPD等表征技术,考察ZrO₂助剂对CuO/Fe₂O₃水煤气变换催化剂催化性能的影响。结果表明,适量ZrO₂（质量分数1%）的添加,削弱了CuFe₂O₄中铜铁物种之间的协同作用,增加了催化剂中可被还原的铜物种的数量,形成较多的弱碱性位点,有利于增加活性中心铜的数量,具有较好的水煤气变换反应活性和热稳定性。     

混合物相Co(OH)2/Co3O4催化剂的制备及其费托反应性能研究

在还原过程中,非负载型钴基催化剂堆积孔结构容易坍塌,从而使金属钴的比表面积大幅降低,活性中心暴露的数量减少。作者采用简单的水热法制备了Co(OH)₂/Co₃O₄混合物相的非负载型钴纳米颗粒催化剂,用于费托合成反应性能研究。结果表明:相比于单一物相的Co(OH)₂或Co₃O₄催化剂,混合物相的催化剂显示出更高的费托合成反应活性。XRD、TEM、BET、H2-TPR等表征方法揭示出Co(OH)₂与Co₃O₄具有不同的还原性质,两者紧密结合有利于催化剂在还原后维持更大的比表面积,进而有利于更多活性位点暴露,显著提高催化剂的反应活性。     

磁性颗粒负载磺酸功能化离子液体催化纤维素水解的研究

采用化学修饰法将磺酸功能化离子液体[SO₃H-（CH₂）₃-HIM][HSO₄]负载在磁性纳米颗粒Fe₃O₄表面,制备了一种磁性颗粒负载磺酸催化剂Fe₃O₄@SiO₂-IL,并将Fe₃O₄@SiO₂-IL用于催化纤维素水解反应。采用FT-IR和TEM对催化剂进行了表征,并考察了反应温度、反应时间、催化剂用量和水用量对纤维素水解还原糖产率的影响。Fe₃O₄@SiO₂-IL样品在FT-IR光谱中的—SO₃H吸收峰和咪唑环的峰,说明离子液体被成功地负载到Fe₃O₄@SiO₂表面;TEM分析显示,Fe₃O₄磁核的颗粒大小约为250 nm,经过包裹和离子液体修饰的磁性颗粒表面并无明显变化。当纤维素用量为0.1 g,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[Bmim]Cl）的用量为2.0 g,磁性催化剂用量为0.2 g,水用量为0.2 g,反应温度100 ℃,反应时间40 min时,纤维素水解还原糖产率可达52.5 %,并且磁性催化剂具有较好的磁性分离性能和重复使用性能,重复使用5次后,纤维素水解还原糖产率并无明显降低。     

Co3O4镀银对BH4-水解的抑制及在DBFC中的应用

硼氢化物水解是导致直接硼氢化物燃料电池（DBFC）燃料效率下降的主要问题之一。将Co₃O₄用于DBFC阳极催化剂并通过镀银处理以降低水解反应。以CoCl₂·6H₂O为原料制备Co₃O₄，并通过银镜反应对其进行镀银处理，制得Co₃O₄@Ag。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱（EDS）对其进行物理表征，通过交流阻抗（EIS）、计时电流（CA）和电池测试对其电化学性能进行表征。结果表明，利用银镜反应成功地将Ag引入到催化剂体系，且Co₃O₄@Ag催化材料的含银量为2%。电化学测试表明，与Co₃O₄相比Co₃O₄@Ag具有更高的电催化活性。以Co₃O₄@Ag为阳极催化剂组装的燃料电池在室温下最大功率密度（55 mW·cm^-2）和比容量（971 mA·h·g^-1）较Co₃O₄分别提高了44.7%和32.1%，阳极催化剂性能得到显著提高。Ag在抑制水解反应的同时与Co₃O₄体现了协同催化的作用。     

稻壳白炭黑负载Fe2O3的气相芬顿反应NO预氧化

以稻壳为硅源,采用直接煅烧法制备白炭黑,以其为载体,采用共浸渍法制备Fe₂O₃/SiO₂催化剂;并采用同样方法以商用二氧化硅为载体制备Fe₂O₃/C-SiO₂催化剂,将二者用于催化H₂O₂预氧化NO的实验。探究不同工况（负载量、催化温度、H₂O₂汽化温度、H₂O₂流量和水汽浓度）对NO预氧化的影响,并对催化剂进行表征,分析其物理化学性质对催化性能的影响。结果表明,在负载量为50%、催化温度为140℃、H₂O₂汽化温度为120℃、H₂O₂流量为2.5mL/h时,达到最佳工况,NO氧化度能达到73%;在相同实验条件下Fe₂O₃/SiO₂催化剂的预氧化效果要比Fe₂O₃/C-SiO₂催化剂高20%左右。TPR结果表明载体可以降低活性组分的还原温度,减少活性组分的团聚;催化剂的晶相结构稳定,机械强度及热稳定性良好;ESR和XPS结果显示Fe₂O₃/SiO₂催化剂的催化性能优于Fe₂O₃/C-SiO₂催化剂,能够更好地催化分解H₂O₂产生·OH。     

Fe2O3-CuO/ZSM-5催化剂催化低浓度瓦斯制甲醇

采用催化氧化的方法,将煤矿抽采瓦斯制成高价值的化学品或液体燃料甲醇是其综合利用的一个发展方向。寻找对瓦斯转化具有较好的催化效果,且能替代贵金属催化剂的普通催化剂是瓦斯催化氧化制甲醇的研究重点。本文以硝酸铁、硝酸铜和ZSM-5分子筛为原料,采用离子交换法制备了Fe₂O₃/ZSM-5、CuO/ZSM-5和Fe₂O₃-CuO/ZSM-5催化剂,并在乙酸溶剂中考察了3种催化剂催化低浓度瓦斯部分氧化合成甲醇的性能。结果表明,Fe₂O₃/ZSM-5、CuO/ZSM-5和Fe₂O₃-CuO/ZSM-5对瓦斯部分氧化制甲醇反应均有催化活性,但Fe₂O₃-CuO/ZSM-5的催化效果最明显,且Fe、Cu负载量对催化剂的催化活性影响较为显著,Fe和Cu的最佳理论负载量分别为4.21%和3.22%。在Fe₂O₃-CuO/ZSM-5(x_Fe=4.21%,x_Cu=3.22%)添加量为0.1g、乙酸溶剂用量30mL的条件下,Fe₂O₃-CuO/ZSM-5催化甲烷体积分数为20%配制瓦斯制甲醇的最佳反应条件为初始反应压力4.0MPa、反应温度200℃、反应时间3h。     

镁掺杂四氧化三钴催化环己烷氧化初步研究

以金属有机骨架材料(ZIF-67)为前驱体负载氧化镁(MgO)，制备氧化镁/四氧化三钴(MgO/Co₃O₄)并用于环己烷催化氧化。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、CO₂程序升温脱附(CO₂-TPD)、透射电镜(TEM)等表征技术对MgO/Co₃O₄催化剂进行系统研究。结果表明：低MgO负载量时，MgO与Co₃O₄颗粒均匀分布，两相之间的作用导致部分Mg离子掺杂进Co₃O₄骨架中；在高MgO负载量时，MgO发生严重的团聚，致使其与Co₃O₄的作用减弱。MgO/Co₃O₄-x的催化活性随MgO负载量的增加呈现先增强后减弱的趋势，MgO/Co₃O₄-0.6显示出最佳催化性能，环己烷转化率达到16.5%时，环己醇和环己酮选择性之和...     

生物质焦油衍生氮掺杂多孔碳负载Co3O4纳米晶的制备及双功能氧反应催化

以生物质焦油活化多级孔碳为骨架,通过一步水热合成同时实现氮掺杂和Co₃O₄纳米粒子负载,获得Co₃O₄@N/C复合催化剂。对比研究结果表明,凭借复合材料中活性Co₃O₄和N掺杂结构之间的协同效应,Co₃O₄@N/C复合催化剂对氧还原（ORR）和析氧反应（OER）均表现出较高的催化活性,ORR和OER启动电位电势差ΔE为0.99V;其中,ORR极限扩散电流密度为-5.10mA/cm²,与贵金属Pt/C相当。此外,Co₃O₄@N/C具有优异的氧还原稳定性,在经3000次循环伏安法扫描后,Co₃O₄@N/C的极限扩散电流密度仍能保持89.9%。这一生物质焦油衍生碳所构筑的N掺杂多孔碳负载Co₃O₄纳米晶复合材料在燃料电池和金属空气电池等领域具有巨大的应用潜力。     

CuO含量对Pd/Al2O3催化剂乙醇氧化性能的影响

采用浸渍法制备了一系列具有不同CuO含量的Pd-CuO/Al₂O₃催化剂，并将其用于乙醇氧化反应，其结构与性质通过XRD、H₂-TPR和NH₃-TPD等手段进行分析。结果发现，催化剂的活性并不是随着CuO含量的增加而增强，Pd-1.0%CuO/Al₂O₃催化剂表现出最佳的活性，其点火温度和完全转化温度比Pd/Al₂O₃催化剂至少降低了50℃。与Pd/Al₂O₃催化剂相比，含CuO催化剂增强的衍射峰强度以及氢化钯分解峰的消失，说明Pd-Cu合金结构的形成有利于Pd、Cu物种之间的协同作用。对于Pd-1.0%CuO/Al₂O₃催化剂来说，还原峰向低温的移动以及还原峰面积的增大说明该催化剂上氧化性物质更易被还原且数量在增加，这对于氧化反应是十分有利的，新出现的还原峰表示Pd、Cu的相互作用生成了新物种。NH₃-TPD结果中更高含量的低温酸有利于高活性，而且新出现的脱附峰说明形成了新的酸性位点。     

系列催化剂同时脱硫脱硝性能

FCC烟气中的SO₂和NO是主要的大气污染物,选择性催化还原是一种很好的脱除方法。采用浸渍法制备了CuO不同负载量的CuO/γ-Al₂O₃系列催化剂,通过XRD和H₂-TPR对催化剂进行表征,使用常压固定床流动法微型催化反应装置考察催化剂在以CO为还原气时,同时脱硫脱硝的催化活性。结果表明,CuO作为活性组分很好地分散在γ-Al₂O₃载体上,不破坏其结构;不同CuO负载量的CuO/γ-Al₂O₃催化剂具有良好的脱硫脱硝活性,脱硝率超过95.00%,脱硫率最低也能达到80.00%,CuO负载质量分数为10%的CuO/γ-Al₂O₃催化剂有最佳的脱硫脱硝活性;以CO作还原剂,CuO/γ-Al₂O₃系列催化剂的活性温度较高,脱硝率在700 ℃达到最大,为97.90%,脱硫率在760 ℃达到最大,为93.34%。CuO负载质量分数为10%的CuO/γ-Al₂O₃催化剂可作为一种较好的高温脱硫脱硝催化剂。     

Co3O4/HY选择性催化苯甲醇氧化合成苯甲醛的研究

以HY分子筛为载体,采用水热法合成了系列Co₃O₄/HY复合分子筛催化剂,通过XRD、SEM、EDS、FT-IR、BET等手段对Co₃O₄/HY进行表征,并对Co₃O₄/HY分子筛催化氧气液相氧化苯甲醇合成苯甲醛的性能进行研究。结果表明,Co₃O₄的引入未破坏分子筛的骨架结构,且Co₃O₄在HY晶体表面形成片层蜂窝状多孔结构,可有效增加催化剂样品的介孔孔容和外表面积,增加催化活性。但Co₃O₄负载过量易出现堆叠现象,使得介孔孔容和外表面积降低,不利于氧化反应进行。以1.0-Co₃O₄/HY为催化剂,在适宜的反应条件下苯甲醇的转化率和苯甲醛的选择性分别达到73.2%和95.8%;催化剂重复使用5次,依然表现出较好的催化活性。     

多元复合Co3O4/g-C3N4光催化性能研究进展

Co₃O₄/g-C₃N₄材料是一种可见光复合光催化材料，但很难同时满足理想光催化剂的诸多要求，限制了其实际应用能力。本文梳理了国内外利用金属粒子、金属氧化物、金属基材料、碳材料和磁性Fe₃O₄等对Co₃O₄/g-C₃N₄复合改性的研究进展，介绍了其制备方法、应用、光催化增强机理等。本文将对后期Co₃O₄/g-C₃N₄光催化剂的改性研究提供参考，以期获得性能更优的复合材料。     

Cu-Fe合成低碳醇催化剂性能研究

采用共沉淀法制备了Cu-Fe催化剂，用XRD、XPS、TPR和BET等研究了老化时间对催化剂前驱体和催化剂性能的影响。采用固定床加压微反装置，在5.0 MPa、250 ℃和空速5 000 h^-1条件下评价催化剂合成低碳醇的催化活性。XRD研究表明，老化时间对催化剂前驱体的组成和结构以及催化剂中CuO和Fe₂O₃的分散度有影响；XPS和TPR研究表明，催化剂中CuO和Fe₂O₃间存在相互作用，强度随老化时间的延长而改变。催化活性受催化剂比表面积和Cu-Fe间相互作用强度的影响；选择性主要受Cu-Fe间相互作用强度影响。高级醇C₃₊OH的选择性随着老化时间的延长而增大，总醇中C₂₊OH选择性大于75%。     

Fe3O4基类Fenton催化剂的改性及应用研究进展

Fe₃O₄作为尖晶石型非均相类Fenton催化材料,具有绿色无毒、价廉易得、催化活性较高等优点,但纯相Fe₃O₄催化剂存在H₂O₂利用率低、适用pH范围窄、活性位点少以及难以回收等问题,影响其实际应用。通过改性Fe₃O₄或优化反应体系使其具有更高的催化活性是当今国内外学者的研究重点。简述了Fe₃O₄的理化特性以及类Fenton催化机理,分析了限制Fe₃O₄催化活性的主要因素,并在此基础上总结了形貌调控、元素掺杂、与载体复合等改性方法在提升Fe₃O₄催化活性方面的研究进展以及Fenton与其他氧化技术协同提升Fe₃O₄基催化剂催化活性的机理和应用现状。总结历年来研究成果可知,催化剂自身调控策略以及Fenton体系协同优化均对Fe_3<...     

Co3O4催化臭氧氧化降解水中酮基布洛芬的研究

以Co(NO₃)₂·6H₂O和尿素为原料制备了9种Co₃O₄催化材料，考察了其对水中酮基布洛芬(KTP)的催化臭氧氧化降解效能。结果表明，与单独臭氧氧化相比，所制备的Co₃O₄对水中KTP的催化臭氧氧化降解率提高了12.0%～63.8%，且在n[Co(NO₃)₂·6H₂O]:n(尿素)=4:1、煅烧温度400℃下制备得到的Co₃O₄催化剂催化活性最高。SEM、XRD、FTIR、XPS、BET等表征分析显示，该Co₃O₄催化剂表面呈覆盖细小微粒的球状颗粒，晶相为立方相，且表面含有丰富的羟基，表面羟基密度为1.075×10^-5 mol/m²。机理研究证实，Co₃O₄对水中KTP的非均相催化臭氧氧化降解...     

秸秆纤维素基水凝胶负载Fe3O4/Cu催化剂还原硝基苯甲酸

利用废弃小麦秸秆为原料，通过离子液体法制备了小麦秸秆纤维素基水凝胶(SCH)，合成了磁性秸秆纤维素基水凝胶负载Fe₃O₄(SCH@Fe₃O₄)催化剂。将SCH@Fe₃O₄催化剂经原位固定铜离子和化学还原法合成了原位负载的SCH@Fe₃O₄/Cu催化剂，并研究了该催化剂活化NaBH₄催化还原硝基苯甲酸(NA)的性能。同时，优化了催化剂投加量、NaBH₄投加量、NA初始浓度和反应温度对NA催化还原效果的影响。SCH@Fe₃O₄/Cu催化剂活化NaBH₄还原NA的性能优于商品纳米零价铁，该过程能够抵抗水体背景阴离子的干扰，具有优异的稳定性。此外，SCH@Fe₃O₄/Cu催化剂饱和磁化强度为13.1 emu/g，说明其具有强磁性，易于从水体中分离，实现催化剂的回收利用。...