二氧化钛的制备及以其为载体的脱硝催化性能研究

以工业化生产的偏钛酸为原料,制备出颗粒均匀的球形二氧化钛颗粒。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、BET比表面积、激光粒度分布等测试方法,分析表征了颗粒的结构形态及表面理化性质。以所制备的二氧化钛为载体,以偏钒酸铵为V2O5(活性物质)的前驱体,制备脱硝催化剂,考察催化剂的脱硝活性,结果表明,当燃烧温度为370℃时,所制备的催化剂的脱硝效率为75%。     

绿色溶剂中高效催化材料的合成及性能研究

高效催化材料研究一直是人们关注的重要研究领域。近年来,绿色与可持续化学及相关技术的发展引起了国内外普遍重视,对催化材料也提出了更高要求。充分利用超临界流体、离子液体等绿色溶剂的特性,提出了多种合成高效催化材料的绿色方法,制备了一系列催化材料,并研究了它们的性能。超临界流体具有许多特性,如类似于气体的粘度和扩散性、类似于液体的溶解能力、界面张力为零等,并且其性质可用温度和压力调节。以超临界水、超临界CO_2混合流体等为介质,充分利用超临界流体的特性,合成了一系列金属或金属氧化物/碳纳米管(CNT)复合材料。研究表明,所制备的CNT复合材料在化学催化、电化学、电子器件等领域有良好的应用前景。离子液体为高效催化材料的制备提供了新的介质。离子液体具有较强的吸收微波的能力,能以很快的速度达到较高的设定温度,因此以离子液体为介质的微波加热成为一种良好的加热方式。充分利用了离子液体的这一特性,通过微波加热在离子液体中合成了多种纳米材料。总之,超临界流体、离子液体等绿色溶剂为高效催化材料的合成提供了新的重要途径,有良好的应用前景。     

生物质碳基催化材料的研究进展

生物质是产量丰富、种类繁多、价格低廉、环境友好的优良碳源,以生物质为原料制备碳催化材料无疑是变废为宝,可从根本上解决环境污染和资源浪费等问题。介绍了生物质的种类、组分及结构对生物质碳基催化材料性能的影响,对制备生物质碳基催化材料的两种常见方法热解法和水热碳化法进行了对比,探讨了进一步增强催化剂活性的3种方式：杂原子掺杂、金属离子修饰和官能化,分析总结了生物质碳催化材料面临的挑战。     

MOFs基复合催化材料的构筑及催化还原对硝基苯酚的研究进展

催化还原法可将高毒性、难生物降解的对硝基苯酚(p-NP)进行还原性降解和化学资源转化,而研发高效稳定的催化剂对促进该方法的实际应用至关重要。金属有机框架(MOFs)基复合材料是通过MOFs材料与其他功能材料复合而形成,其结构和功能属性可调控,能较好地发挥复合组分的良好特性,且产生协同催化效应,在p-NP还原反应中展现更为优异的催化性能。介绍了MOFs基复合材料的构筑方法及在p-NP催化还原反应的研究进展,对该领域未来研究方向提出了展望。     

活性组分掺杂对低温锰基催化剂脱硝性能的影响

利用Ce和锰盐复配对单组分锰盐活性组分进行掺杂改性,并采用分步共混法制备一系列催化剂。催化剂活性测试显示锰盐复配及Ce的掺杂均能提高锰基催化剂低温活性,且锰盐复配形式的掺杂对催化剂低温活性提高更多。通过对比各催化剂强度状况发现活性组分的掺杂使催化剂的机械强度得到很大提高,而BET结果显示掺杂改性后的锰基催化剂其表面织构得到较大改善。催化剂的XRD结果表明500℃焙烧的锰基催化剂活性组分均以无定形态存在。通过对改性后的催化剂进行NH3-TPD和H2-TPR分析,发现相比于Ce对单组分锰盐的掺杂改性,锰盐复配形式的掺杂改性对催化剂表面酸量和氧化还原性能的提高更加显著。     

新型高效载Cu催化材料的制备及其催化氧化性能研究

采用微沸回流体系处理制备非均相负载型Cu/Al2O3催化剂。采用XRD、BET和SEM技术分析了该材料的结构、织构参数和表观形貌。选择以H2O2为氧化剂,甲基橙催化氧化降解反应为模型反应评价催化剂的催化性能。表征分析结果表明采用微沸回流体系处理的催化剂比常规过量浸渍的催化剂的形貌颗粒直径更小,其比表面积更大,活性组分的分散度更高。反应后催化剂易分离回收,解决了Fenton反应中催化剂难回收的问题。优化后最佳工艺为:m(H2O2)/m(Cu/Al2O3)=2/1,反应温度70℃,催化剂颗粒粒度0.3~0.4mm,搅拌速度900r/min,Cu/Al2O3(N)催化剂对甲基橙的去除率达到90%以上,比传统催化剂对甲基橙的去除率提高20%。通过Arrhenius方程计算,得到该反应的表观活化能为40.7kJ/mol。     

碳/金属氧化物复合材料的合成及催化应用研究进展

碳材料和金属氧化物为常用的多相催化剂载体,其中碳材料具有巨大的比表面积、良好的吸附性能,但力学性能较差.金属氧化物载体则具有较高的机械强度和热稳定性,但常常会与活性金属作用太强使其催化活性降低.碳/金属氧化物复合材料作为一类新型材料受到了科学家的广泛关注,由于碳与金属氧化物(如氧化钛、氧化铝等)之间的协同作用,该复合材...     

用于NH3-SCR脱硝反应的铜基沸石分子筛催化剂研究进展

综述了用于氨选择性催化还原(NH3-SCR)氮氧化物的铜基沸石分子筛催化剂研究进展.介绍了控制大气污染物中氮氧化物的几种常见方法、NH3-SCR脱除氮氧化物催化剂的类型以及铜基沸石分子筛催化剂用于NH3-SCR脱硝反应的优点.重点阐述了影响铜基沸石分子筛催化剂脱硝活性的主要因素,如催化剂的拓扑结构、催化剂的制备方法、掺...     

CTAB改性钒硅分子筛对CO-SCR低温催化脱硝性能的影响

为了提高 NO-CO低温选择性催化还原(SCR)的脱硝性能,寻找新的催化剂成为脱硝领域的重点.采用水热法制备钒硅酸盐AM-6 ,并加入表面活性剂CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)改性,考察CTAB不同添加量对AM-6 形貌、组成结构以及选择性催化还原(SCR)性能的影响.采用 X 射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和 X射线光电子能谱分析(XPS)等对催化剂性能进行表征.结果表明:添加 CTAB 未引入其他杂质元素,当CTAB与 V比例为 1∶4 时,合成的 AM-6(1/4CTAB)形貌更加规整,晶体结构良好,V5+/V4+比例较为均衡,150 ℃时脱硝率达到 81.54%,相比于 AM-6 脱硝活性达到 80%的温度约降低 50 ℃.     

两步晶化法制备介孔材料及其催化性能研究

采用两步晶化法,由MCM-22沸石前驱体合成了一种介孔材料.通过XRD、N2吸附-脱附、TEM、27A lMAS NMR以及吡啶吸附红外光谱等技术对样品进行了表征.结果显示所合成的样品不是微孔沸石与介孔材料的混合物,而是含强酸性中心、水热稳定性良好的新型介孔分子筛.利用异丙苯的裂解反应、苯和1-十二烯烃的烷基化反应,评价了其对大分子的酸催化活性,并与常规介孔材料MCM-41进行了比较.在350℃时,所合成的介孔材料和常规介孔材料MCM-41对异丙苯的裂解转化率分别为68.98%和48.80%.在210℃苯和1-十二烯烃的烷基化反应时,所合成的介孔材料和MCM-41对1-十二烯烃的转化率分别约为95.20%和86.89%,产物直链烷基苯的选择性分别约为88.11%和90.06%.结果表明所合成的介孔材料对大分子的酸催化性能优越于常规介孔材料MCM-41.     

模板法制备中孔炭及其负载氧化铈的SCR脱硝性能研究

以硅铝比为38的分子筛为模板,蔗糖为前驱体,用模板法制备了中孔炭材料,并对制备的材料进行了表征。重点探讨了以制备的碳材料为载体,Ce为活性组分的催化剂的脱硝性能。结果表明,制备出的碳材料存在部分中孔,平均孔径为2.9nm;负载了Ce的催化剂,NH3选择性催化还原(Selective catalytic reduction,SCR)脱硝性能比未负载的脱硝性能好,表明Ce具有催化作用;将制备的碳材料经硝酸预处理,发现Ce负载量为10%的催化剂脱硝活性最好,在380～450℃之间保持60%以上的NO转化率。     

Decomposition of Ammonium Nitrate in Homogeneous and Catalytic Denitration

Decomposition of ammonium nitrate in the HNO₃-HCOOH system was studied in the presence or absence of Pt/SiO₂ catalyst. It was found that decomposition of ammonium nitrate is due to homogeneous noncatalytic oxidation of ammonium ion with nitrous acid generated in the HNO₃-HCOOH system during denitration. The platinum catalyst initiates the reaction of HNO₃ with HCOOH to form HNO₂. The regular trends were revealed and the optimal conditions of decomposition of ammonium nitrate in nitric acid solutions were found.     

三聚氰胺甲醛树脂改性及其纤维的性能

三聚氰胺甲醛树脂是热固性高聚物,成纤性差,成纤纤维韧性差;通过苯代三聚氰胺、聚乙烯醇(PVA)对三聚氰胺树脂进行改性,提高了树脂溶液的可纺性,所制纤维的柔韧性得到了提高。通过红外光谱、SEM、TG-DTA研究了纤维的结构、形态及耐热性。     

密胺餐具中三聚氰胺单体的迁移研究

采用高效液相色谱法(HPLC)测定了密胺餐具中三聚氰胺单体的迁移量。研究了2种不同材质(脲醛表面覆密胺的制品、密胺树脂模塑制品)中三聚氰胺单体的迁移行为,以及浸泡温度和浸泡时间对密胺餐具中三聚氰胺迁移量的影响。实验结果表明:随着浸泡温度的升高,三聚氰胺单体的迁出量呈上升的趋势;特定温度下,三聚氰胺的迁出量随着浸泡时间的延长而增大。市面购得密胺餐具96份,其中密胺树脂模塑制品51份,脲醛表面覆密胺制品45份,脲醛表面覆密胺制品中三聚氰胺单体迁移量的合格率低于密胺树脂模塑制品。     

柔性聚吡咯/尼龙复合材料介电性能的研究

以尼龙为基布,吡咯为单体,采用原位聚合法制备具有良好介电性能的柔性聚吡咯/尼龙复合材料。首先探讨了吡咯浓度、反应温度、反应时间对复合材料介电常数实部、虚部、损耗角正切、表面电阻的影响;其次研究了其微观形貌。结果表明:吡咯浓度、反应温度、反应时间对聚吡咯复合材料介电常数实部、虚部、损耗角正切、表面电阻影响较大;制备的聚吡咯复合材料具备良好的介电性能和导电性。     

纳米介孔分子筛的合成、表征与催化性能的研究

以硅酸钠为硅源、偏铝酸钠为铝源、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,两步水热法合成出了有序性好、热稳定性与水热稳定性高的介孔分子筛.XRD、AFM、TG、RT-IR、BET比表面和孔径测定以及热稳定性和水热稳定性研究表明:制得了粒径为30～50nm的纳米级介孔分子筛,并且所制备介孔分子筛的比表面积大于800m2/g;在1123K以上热稳定性好;100℃水热处理10天后有序性、孔径和比表面都没有明显的变化.负载Pt样品对苯加氢反应的催化性能研究表明,反应温度250℃、3.0MPa下,载Pt样品的苯加氢活性和选择性都接近100%,连续反应30h催化活性没有明显的降低.     

多酸基石墨烯纳米催化材料的制备及催化性能

以Keggin类型多酸和石墨烯为构筑基元,采用Hummer’s方法原位合成了多酸基石墨烯多孔纳米复合材料。TEM、FT—IR、Raman及TG等测试结果表明,杂化材料中的Keggin结构阴离子仍然保留其基本骨架结构,均匀地分布于石墨烯表面且与石墨烯薄层间存在很强的化学作用。新型多酸基石墨烯催化材料具有比表面积大、易于分离回收和对热稳定性强等特性,能在较温和条件下高选择性、高效率地催化氧化环己烯。     

钼酸铁空心微球的生物模板法制备及其催化性能研究

以酵母细胞为模板,通过生物模板法制得钼酸铁空心微球材料,采用XRD、SEM、FTIR以及氮气吸脱附等手段,对样品的物相、微观形貌及比表面积等进行表征;并以亚甲基蓝模拟染料废水为研究对象,评价了样品的高级氧化催化性能。结果表明:生物模板法得到的钼酸铁空心微球为单斜晶系Fe_2(MoO_4)_3,样品分散度良好,形貌一致,较好地保持了酵母细胞椭圆形的形貌,平均尺寸约为5.6μm×3.7μm,比表面积为14.9m~2/g;钼酸铁空心微球作为类Fenton催化剂应用于亚甲基蓝模拟染料废水处理,表现出优异的高级氧化催化活性,当催化剂用量为1g/L、H_2O_2浓度为300mmol/L、反应温度25℃、pH=5时,反应60min后对100mg/L模拟染料废水中亚甲基蓝的去除率可达98%以上。     

可控制备磁性四氧化三铁-金纳米复合颗粒及其催化性能研究

随着纳米催化剂的不断发展, 基于纳米金的多功能复合材料以其高效的催化性能而受到广泛关注。本研究采用简单可控的原位还原法, 制备了一种粒径均一、分散性良好、可快速磁分离且具有高催化活性与催化稳定性的磁性四氧化三铁-金纳米复合颗粒。首先用有机硅源-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)水解得到的有机硅层来包覆粒径约100 nm的亲水四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米颗粒, 再通过有机硅层表面的巯基来锚定原位还原生成的尺寸可控的金纳米颗粒(2 nm或6 nm), 得到内核为四氧化三铁、壳层为金纳米颗粒均匀修饰有机硅层的磁性氧化硅复合颗粒。利用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)和振动样品磁强计(VSM)等对所合成材料进行系统表征, 结果表明: 合成的磁性氧化硅复合颗粒核壳结构明显, 分散性良好, 粒径约为150 nm; 饱和磁强度为32.1 A•m²/kg, 具有良好的超顺磁特性。将其应用于4-硝基苯酚的催化还原, 转化频率(TOF)值高达70 s^-1, 远高于文献报道值, 五次循环反应后的转化率依然高达98%, 证实其具备高催化活性及良好的循环催化性能。