Mn-Fe-Ce/TiO2低温脱硝催化剂的制备条件优化及其表征

采用浸渍法、共沉淀法、溶胶-凝胶法制备了Mn-Fe-Ce/TiO2低温SCR催化剂,考察了制备方法对催化剂脱硝效果的影响,对制备条件进行优化,通过X线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对催化剂进行表征,并考察了SO2浓度对催化剂脱硝性能的影响。结果表明,通过溶胶-凝胶法制备的Mn-Fe-Ce/TiO2催化剂负载量为30%,n(Mn)∶n(Fe)∶n(Ce)=4∶1∶0.1,500℃焙烧时脱硝性能最佳,达95%以上,催化剂的载体主要以锐钛矿型TiO2晶型存在,FeOx、CeOx保持无定形的结构,通入烟气中SO2的浓度≤70 mg/m3时,中毒的催化剂在停止通入SO2后其部分活性可以自行恢复,浓度>70 mg/m3过程中中毒的催化剂均为永久性失活。     

Fe-Cu-Ce/Al_2O_3 非均相Fenton催化剂的制备及活性研究

采用浸渍法制备Fe-Cu-Ce/Al2O3催化剂,探讨了催化剂的制备条件、初始pH值等因素对催化剂活性的影响。研究结果表明:Fe、Cu、Ce总离子浓度0.05mol/L,n(Fe)∶n(Cu)∶n(Ce)=1∶1∶1,前驱体在300℃下焙烧2h,反应初始pH值为5时,该催化剂对甲基橙具有良好的催化性能,反应2h后甲基橙脱色率可达97.99%。且pH=5.0~9.0均可取得良好的降解效果,拓宽了pH适用范围。     

Cu和Ce共掺杂TiO_2的制备及光催化降解甲醛溶液

采用溶胶-凝胶法合成Cu-Ce/TiO2,以制备的Cu-Ce/TiO2对甲醛溶液的光催化降解率为评价指标,通过L16(45)正交实验对制备条件进行了优化,并对产物的结构进行了表征。结果表明:各因素对Cu-Ce/TiO2光催化降解效果的影响大小依次为Cu-Ce掺杂负载量n(Cu)∶n(Ce)烧结温度;最佳制备条件:Cu-Ce掺杂负载量为3%,n(Cu)∶n(Ce)为1∶1,烧结温度为550℃;以最佳条件下制备的Cu-Ce/TiO2于可见光条件下光催化降解甲醛溶液,经过240 min后,甲醛降解率达到56.35%。     

Yb-La/TiO_2光催化剂的制备工艺研究

采用溶胶-凝胶法制备镱镧共掺杂二氧化钛光催化剂Yb-La/TiO_2,在紫外光照射下,以罗丹明B作为目标降解染料,考察催化剂的光催化性能。结果表明,制备Yb-La/TiO_2光催化剂的最佳条件为:n(La)∶n(Yb)∶n(Ti)=1.2∶1.0∶100,钛酸丁酯用量10 m L,无水乙醇用量50 m L,聚乙二醇用量0.4 g,冰醋酸用量2 m L,pH=2.3,陈化4天,150℃干燥24 h,550℃焙烧2 h。此条件下制备的Yb-La/TiO_2光催化剂对罗丹明B的降解率达93.37%,重复使用3次后,降解率仍高于80%。     

氮掺杂对SrTiO3光催化性能的影响

以尿素为氮源,利用溶胶-凝胶法制备了掺氮的N-SrTiO₃光催化剂。采用XRD、SEM和UV-Vis对N-SrTiO₃的物相、形貌和吸光性能进行表征,以高压汞灯为光源,通过甲基橙脱色率考察催化剂活性。结果表明,氮元素的掺杂增强了SrTiO₃在可见光区的吸收强度,当制备过程pH=3～4、n(N)∶n(Sr)=6∶1和焙烧温度800 ℃时,甲基橙溶液降解率达72.69%,未掺杂样品降解率为28.55%。     

非均相湿式过氧化氢氧化H-酸废水的研究

为研究催化剂对湿式过氧化氢氧化印染废水效果的影响,采用共沉淀法制备了TiO2-CeO2催化剂,并用浸渍法制备了不同铁负载量的Fe/TiO2-CeO2系列催化剂。以过氧化氢湿式催化氧化法处理COD=10 125 mg/L的H-酸模拟印染废水,结果表明:以TiO2-CeO2催化剂处理水样,当催化剂质量浓度为4 g/L,n(Ti)∶n(Ce)=9∶1,水样初始pH=5,反应温度80℃,反应时间2 h,COD去除率达44.3%;以Fe/TiO2-CeO2处理水样,当催化剂质量浓度为4 g/L,n(Ti)∶n(Ce)=9∶1,w(Fe)=2.0%,在水样初始pH=5,反应温度100℃,反应时间1.5 h的条件下,COD去除率可达86.9%。     

纳米磁载催化剂WO3/TiO2/SiO2/Fe3O4的制备及其光催化性能

以硫酸铁铵为原料,通过水解-还原法制备了磁基体Fe3O4,采用溶胶-凝胶法得到易于磁分离回收的纳米磁载光催化剂WO3/TiO2/SiO2/Fe3O4,利用TEM进行了表征.研究了焙烧温度、WO3掺杂量等因素对光催化剂催化活性的影响.在紫外灯照射下该催化剂对亚甲基蓝1 h的脱色率可达93%以上.     

Fe掺杂SUZ-4催化剂制备及其SCR反应活性

在添加晶种和有机模板剂条件下,采用两步溶胶-凝胶法,酸环境下共水解正硅酸乙酯和金属盐,合成得到骨架Fe-SUZ-4分子筛。通过紫外可见漫反射表征证明Fe成功嵌入分子筛的四配位骨架上。Fe-SUZ-4分子筛催化剂在NH_3-SCR脱硝反应中表现出优异的催化性能,其催化活性显著高于离子交换法和浸渍法制备的含Fe分子筛催化剂。结果表明,凝胶配比为n(TEAOH)∶n(KOH)∶n(Al_2O_3)∶n(SiO_2)∶n(H2O)=1.0∶10∶1∶22.5∶500,晶种质量分数为1%,n(Fe)∶n(Si)=0.005~0.02,随着Fe含量的增加,Fe-SUZ-4分子筛晶化时间略有延长,且结晶度略降。NH_3-SCR脱硝反应中,Fe-SUZ-4分子筛催化剂最适宜的金属含量为n(Fe)∶n(Si)=物质的量比0.01,反应温度约350℃时,NO转化率达到100%。而通过离子交换法和浸渍法合成得到的含Fe分子筛催化剂用于SCR反应,NO转化率达到100%时,反应温度均有提高。     

N掺杂TiO_2/Ti液膜光催化处理染料废水

以尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法制备了N掺杂Ti O2膜电极(N-Ti O2/Ti),并优化了制备条件。结果表明,n(N)∶n(Ti)=0.84∶1、经450℃煅烧2.5 h制得的膜电极光催化性能最佳;与Cu电极组装斜置双极液膜反应器,可见光下考察光催化反应的影响因素。得出最佳降解条件为:初始p H=2.50,废水流量为85 m L/min,Na2SO4质量浓度为0.5 g/L,此条件下处理20 mg/L苋菜红120 min,脱色率可达90.1%;膜电极的重现性与重复性结果表明,6片电极60 min的脱色率为78.1%±4.0%;一片电极经6次循环60 min脱色率比初次减少了7.9%。     

La-Ce/TiO_2催化一氧化碳还原二氧化硫的研究

采用溶胶-凝胶法制备La-Ce/TiO_2催化剂,以CO为还原剂,考察其催化还原SO_2的性能。结果表明,制备La-Ce/TiO_2催化剂的最佳条件为La与Ce物质的量比为1∶3、溶液pH值为0.8、陈化温度为40℃、陈化时间为24 h、焙烧温度为600℃、焙烧时间为7 h。此条件制备的催化剂活性较好,脱硫率达到93%。     

用于生物柴油制备的KF/Al2O3固体碱催化剂的研究

采用浸渍法制备了KF/Al₂O₃固体碱催化剂，并将其应用于大豆油与甲醇酯交换制备生物柴油的反应。通过酯交换反应的转化率对催化剂制备工艺进行了优化，得出最佳制备条件：KF理论负载质量分数为Al₂O₃的45%，浸渍时间6 h，焙烧温度500 ℃，优化条件下制备的催化剂在大豆油与甲醇物质的量比为12∶1、催化剂用量为油质量的2%、反应时间3 h和反应温度(60～65) ℃条件下,酯交换转化率可达97.15%。     

节能灯光响应Ce-Fe共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Ce、Fe共掺杂的纳米TiO_2光催化剂.以节能灯为光源,考察了催化剂组成、催化剂加入量、反应温度等对其光催化降解亚甲基蓝性能的影响.结果表明:与不掺杂及Ce、Fe单掺杂相比,Ce-Fe共掺杂能明显提高纳米TiO_2在节能灯照射下的光催化活性.其中,Ce_(0.062)5Fe_(0.004)/TiO_2的催化效果最佳,当反应温度50 ℃,反应液pH值5.33,催化剂加入量0.313 g/L 时,4 h的降解率可达96.00%.XRD分析结果显示,催化活性较好的催化剂均为锐钛矿和金红石的混晶,晶粒尺寸在20～30 nm之间.     

模拟偶氮染料废水处理的共沉淀型催化剂研制

实验采用催化湿式氧化法对甲基橙模拟偶氮染料废水进行处理;催化剂的制备采用共沉淀方法,以 Cu、Fe 为催化剂活性组分,Ce 、La 为催化助剂,而制备多组分复合催化剂,研究了催化剂组分构成对催化剂性能的影响.实验中以催化剂的活性和稳定性综合对催化剂性能的评定,活性以水样的脱色率表示,而稳定性以原子吸收对组分的溶出浓度来表示.通过现代测试技术 FT-IR、XRD、原子吸收等的测定,对催化剂性能进行检测.实验结果表明,双组分催化剂 Cu1Fe1的性能优于单组分的 Cu 或 Fe 催化剂,而 Cu-Fe-Ce-La=1∶1∶1∶1的性能更优一步.     

复合固体超强酸SO42-/ZrO2-TiO2催化合成三醋酸甘油酯

采用复合固体超强酸SO₄^2-/ZrO₂-TiO₂为催化剂，甘油和冰醋酸为原料，结合醋酸精馏回流工艺，合成了三醋酸甘油酯（TCG）。通过对合成工艺改进，免除了有毒带水剂的使用。使TCG合成更安全，更经济和环保。催化剂制备和TCG合成最佳工艺条件为：硫酸浸渍液浓度（0.5～0.55） mol·L^－1，焙烧温度（550～600） ℃，催化剂用量（占总投料量质量分数）2.5％～3.0%。投料比n（甘油）∶n（醋酸）=1∶ 5.5，反应温度130 ℃，反应时间3.0 h，产品收率达92.6%，催化剂可重复使用6次，易于再生。     

催化湿式氧化纳米Ce/Mn催化剂的研制

为处理吡虫啉农药废水，通过共沉淀法制备了一系列Ce/Mn催化剂。当n(Ce)∶n(Mn)=2∶1和焙烧温度500 ℃时，所得催化剂颗粒直径为3.60 nm,催化剂的比表面积为127 m²·g^－1。在反应温度190 ℃、总压8.0 MPa、氧分压1.6 MPa、pH为8.42和加入2.0 g·L^－1催化剂的条件下，COD的最高去除率达93%。     

Fe_3O_4/三维石墨烯非均相Fenton催化降解酸性红B

采用原位氧化还原法制备了三维石墨烯负载型Fe_3O_4(Fe_3O_4/3D GN)非均相Fenton反应催化剂,对其进行了表征,并用于酸性红B染料废水的Fenton氧化降解。表征结果显示:制备的Fe_3O_4/3D GN具有相互贯通的独特三维网状结构,Fe_3O_4纳米颗粒均匀分散在石墨烯片层中。实验结果表明:Fe_3O_4/3D GN具有较高的催化活性和稳定性。Fe_3O_4/3D GN非均相Fenton催化降解酸性红B的最佳工艺条件为:H2O2投加量0.67 m L/L,催化剂投加量1 g/L,初始溶液pH为6。在此最佳工艺条件下反应30 min,酸性红B染料废水的脱色率达到95.64%。     

钼铁催化剂上对二甲苯气相选择性氧化合成对苯二甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法合成了钼铁催化剂,通过该催化剂,利用空气中的O₂进行对二甲苯选择性氧化,制备出对苯二甲醛。催化剂的活性评价结果表明,在n(Mo)∶n(Fe)∶n(Co)=2.4∶1∶0.02和焙烧温度500 ℃条件下,催化剂的活性最高;反应温度为500 ℃和空速5 500 h^-1时,对苯二甲醛的收率达到59.2%。FT-IR和XRD结果证实,催化剂的活性组分为Fe₂(MoO₄)₃与少量的MoO₃,二者具有协同作用。     

负载型Cu_2O/MgO催化剂制备及催化正己醇脱氢制备正己醛

以氧化镁粉末为载体,N2H4·H2O为还原剂,采用浸渍还原法制备Cu2O/MgO催化剂。考察制备条件对催化剂活性的影响,最佳原料配比为n(Cu2+)∶n(NaOH)∶n(N2H4·H2O)=5∶11∶5,对筛选出最佳条件下制备的催化剂进行正己醇脱氢制备正己醛工艺条件考察,采用SEM、XRD和BET对催化剂进行表征。结果表明,在反应温度250℃、空速1.25 m L·(h·g)-1、催化剂用量12 g和N2流速0.05 L·min-1条件下,正己醇转化率为59.33%,正己醛选择性为93.81%。     

SnO2/Fe2O3-rGO三元复合材料催化葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛

采用水热晶化法制备SnO2/Fe2O3-rGO三元复合材料固体型催化剂,以葡萄糖为原料,SnO2/Fe2O3-rGO为催化剂,在[BMIM]Br环境下催化葡萄糖脱水制备5-羟基甲糠醛(HMF)。考察催化剂制备条件及催化制备5-羟甲基糠醛(HMF)的工艺参数如:催化剂制备的晶化温度、不同金属原料配比、以及不同溶剂对(HMF)产率的影响等。实验结果表明,在200℃下,n(FeCl3·6H2O)∶n(SnCl2·2H2O)=1∶3,恒温4 h,制备的催化剂SnO2/Fe2O3-rGO在[BMIM]Br离子液体中对葡萄糖脱水制备HMF所得葡萄糖转化率为99%,产率为56%。