载体对负载型过渡金属氮化物催化氨分解性能的影响

采用等体积浸渍法结合NH3程序升温氮化制备出一系列负载型金属Co、Mo氮化物催化剂。并利用XRD、TPD-MS和H2-TPR及氨分解活性测试等手段,考察了载体［Mg(Al)O、MgO和γ-Al₂O₃］对负载型金属氮化物的表面形态及组成的影响。结果表明,（1） 负载催化剂的氨分解速率远远高于非负载的催化剂;（2） 氮的脱附峰可以归为以下三类：a.吸附态的NHx分解;b.氮化物结构转变;c. β-Mo₂N_0.78和Co₂Mo₃Nx 还原成Co和Mo金属;（3） 载体表面的酸碱性和孔结构对其负载的金属氮化物的催化活性和表面形态及化学组成有重要的影响,镁铝复合氧化物MgAlO［n(Al)∶n(Mg)=1∶3］为载体的钴钼双金属氮化物对于氨分解反应具有最好的催化活性。     

负载型金属催化剂催化KBH4水解析氢性能研究

以高比表面积和规整性强的蜂窝陶瓷（2MgO₂·Al₂O₃·SiO₂）为载体，涂敷TiO₂后，用水热合成法分别负载铁、钴和镍盐，500 ℃焙烧及硼氢化钾（KBH₄）浸渍后，合成了负载型金属催化剂。负载不同金属盐的催化剂析氢性能比较结果为钴＞铁＞镍。实验研究表明，负载硝酸铁［Fe(NO₃)₃·9H₂O］和氯化钴(CoCl₂·6H₂O)的催化剂经KHB₄浸渍后析氢性能均明显改善。利用X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对催化剂的表征结果证实,负载硝酸铁催化剂表面真正起催化析氢性能的活性组分为单质铁，负载氯化钴催化剂表面生成了CoTiO₃，且该催化剂具有优良的催化碱性KBH₄溶液水解析氢性能，常温下该催化剂0.34 g于NaOH质量分数约为18%，KBH4质量分数约为10%的溶液中催化析氢速率可达160 mL·min^－1。     

单分散Co/SiO2催化剂的制备及其F-T合成性能

以Co(NO₃)₂·6H₂O和Co(NO₃)₂·7C₆H₁₃OH为前驱体,采用热分解法制得Co/SiO₂催化剂,通过BET、TEM、HRTEM、XPS和TPR等手段进行表征,并对F-T合成反应性能进行了评价。结果表明,浸渍法制备的Co₃O₄颗粒团聚严重,而热分解法制备的Co₃O₄颗粒呈球形,单分散状态。与浸渍法制备的催化剂相比,热分解法制备的催化剂孔容较小,表面钴硅原子比较高,钴硅相互作用较强。评价结果表明,热分解法制备的催化剂反应活性低于浸渍法制备的催化剂,但汽油（C₅～C₁₁）选择性高,且选择性在前驱体去结晶水后有所增大.     

新型CuO/ZnO催化剂的制备及其在水煤气变换反应中的应用

首次采用沉积沉淀法,以Cu（OH）₂为前驱体制备不同CuO负载质量分数的CuO/ZnO水煤气变换（WGS）催化剂,并运用XRD、N₂物理吸附和TPR等方法对催化剂进行结构表征。结果表明,活性组分CuO在载体ZnO表面的分散程度、颗粒大小及CuO和ZnO之间相互作用对催化剂的活性均有影响。CuO的适宜负载质量分数为20％,所得CuO/ZnO催化剂样品WGS反应活性较好,在350 ℃,CO转化率可达95.5％。     

活性炭负载AlCl3固体酸催化甲基氯硅烷再分配反应性能与结构研究

以活性炭为载体,采用浸渍蒸发煅烧法制备了负载型AlCl₃固体酸催化剂,并以甲基三氯硅烷(M₁)和三甲基氯硅烷(M₃)的再分配反应为模型反应,在φ20 mm×800 mm的固定床反应器中,310℃、n (M₁/M₃)=1.0、液时空速1.5 h^-1下考察了催化剂的制备条件对其反应活性的影响,并对催化剂的稳定性进行了初步考察.运用N2等温吸附-脱附法、XRD、TG-DSC和吡啶吸附Raman光谱等手段对催化剂的结构和酸性进行了表征.结果表明,较佳的催化剂制备条件为：活性炭经过2.0 mol·L^-1盐酸溶液处理6 h,AlCl₃负载量为1.87 mmol·g^-1,450～500℃焙烧活化;催化剂在100 h内表现出良好的催化稳定性.催化剂的XRD和TG-DSC表征结果表明,AlCl₃负载到活性炭载体上经活化后不再以AlCl₃晶相存在,催化剂在485～600℃时活性组分出现分解;吡啶吸附Raman光谱分析表明催化剂的活性组分为Lewis酸.     

以RuCl3为前驱体的无氯Ru/Al2O3氨合成催化剂的制备

用等体积浸渍法制备了一种以RuCl₃作为钌母体，分别以γ-Al₂O₃和δ,θ-Al₂O₃为载体的负载型无氯Ru/Al₂O₃氨合成催化剂。该催化剂用水合肼还原，以Sm(NO)₃和Ba(NO₃)₂作助剂。催化剂各组分n(Ru)∶n(Ba)∶n(Sm)=1∶0.55∶1.6。用N₂物理吸附、XRD、XRF和CO化学吸附等方法对载体和催化剂进行表征。结果表明，以δ,θ-Al₂O₃为载体的催化剂，其氨合成活性高于以γ-Al₂O₃为载体的催化剂的活性；用水合肼还原并用热碱液和纯水洗涤的催化剂不残留Cl^-，Ru金属分散度高，其氨合成活性与用无氯钌前驱体制备并用H2还原的催化剂的活性相当，在压力10.0 MPa，空速10 000 h^-1的反应条件下，475 ℃转化率为81.2%，在500 ℃时转化率可以达到100%。而用H₂还原以RuCl₃作为钌母体的Ru/Al₂O₃催化剂时，因还原后催化剂上有Cl^-残留，其催化活性较低。     

不同沉淀剂对制备邻苯基苯酚的Cu-Mg催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了用于环己烯基环己酮脱氢合成邻苯基苯酚的Cu-Mg催化剂,考察了不同共沉淀剂Na₂CO₃、NaOH、NaHCO₃、（NH₄）₂CO₃和H₂C₂O₄ 制备的Cu-Mg催化剂对催化活性和选择性的影响,利用XRD、BET、H₂-TPD、NH₃-TPD和CO₂-TPD等手段对催化剂进行表征。研究表明,催化剂制备中共沉淀剂种类对催化剂晶形结构、比表面积、表面酸、碱性和对氢吸附能力等影响显著,从而影响催化剂的活性和选择性;采用NaCO₃作共沉淀剂制备的Cu-Mg催化剂具有较大的比表面积,有利于MgO和活性组分Cu的分散,催化剂表面低温吸氢中心多,因而催化剂活性大,反应物转化率高,有利于降低催化剂表面强酸和强碱中心数,有利于抑制副反应,从而有利于提高生成邻苯基苯酚的选择性,在空速0.12 h^-1、H₂空速33 mL·（g·h）^-1和反应温度360 ℃条件下,环己烯基环己酮转化率达99.95%,邻苯基苯酚收率达95.23%。     

Ag对Pd/Al2O3催化分解NO反应的促进作用

研究了不同含量的银对Pd/Al₂O₃催化分解NO反应活性的影响。结果表明，低温下，Pd/Al₂O₃催化剂对NO的分解反应活性不高；反应温度达到720 ℃时，NO分解活性迅速上升。O₂-TPD研究表明，Pd/Al₂O₃上氧的脱附速率也是在720 ℃左右达到最大值，因此，在温度低于720 ℃时，氧从催化剂表面的脱附是NO分解反应的速率控制步骤。Pd/Al₂O₃中添加适量的Ag对NO分解反应有促进作用。O₂-TPD研究表明，这种促进作用与Pd表面氧物种的起始脱附温度向低温移动有关。     

铜锌掺杂的六铝酸盐分解N2O催化性能研究

采用共沉淀法制备了Cu和Zn取代六铝酸盐（LaCu_xZn_1-xAl₁₁O_19-δ,x=0、0.2、0.4、0.5、0.6、0.8、1.0）催化剂,通过XRD和BET等技术对催化剂进行表征,利用微型固定床反应器考察催化剂对N₂O的分解活性。结果表明,以(NH₄)₂CO₃为沉淀剂制备的催化剂在1 200 ℃焙烧4 h,可以形成完整的六铝酸盐晶型,Cu和Zn能够取代Al³⁺进入六铝酸盐晶体结构。LaCu_xZn_1-xAl₁₁O_19-δ催化剂对N₂O分解有较好的催化活性,其中,LaCu_0.8Zn_0.2Al₁₁O_19-δ活性较好。在LaCu_xZn_1-xAl₁₁O_19-δ六铝酸盐中,Cu为N₂O催化分解的主要活性元素,Zn有助于提高催化剂的稳定性,但由于六铝酸盐的特殊结构,Zn在催化剂中的作用较小。     

聚苯乙烯接枝聚乙二醇钼(Ⅵ)络合物合成、表征及对环己烯环氧化催化活性

合成了聚苯乙烯-二乙烯苯（PS）接枝聚乙二醇（PEG）钼(Ⅵ)合乙酰丙酮［MoO₂(acac)₂］［简写为PS-PEG-MoO₂(acac)］,并对其进行了结构表征.实验表明,作为催化剂用于环己烯环氧化反应比小分子络合物MoO₂(acac)₂具有更优良的催化活性和选择性.建立了PS-PEG-MoO₂(acac)催化剂中Mo分析和环氧环己烷气相色谱分析方法;探讨了PS-PEG-MoO₂(acac)催化剂合成过程诸因素的影响;优化出环氧环己烷合成条件,即：以叔丁基过氧化氢为0.1mol计,环己烯与叔丁基过氧化氢摩尔比为3∶1,溶剂用量5ml,反应温度80℃,时间60min.该条件下,环氧环己烷收率（以t-BuOOH计）在99.5%以上,质量分数约99.5%(GC检测).PS接枝PEG-MoO₂(acac)催化剂使用5次后未发现活性明显减低.     

过渡金属离子掺杂纳米TiO2的相变与光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Mo⁶⁺、Cr³⁺、Fe³⁺的改性纳米TiO₂光催化剂，并分别在550℃和580℃下对其进行了热处理，考察了热处理温度对掺杂纳米TiO₂相变和光催化活性的影响.通过光催化降解染料罗丹明B实验，对在不同热处理温度下Mo⁶⁺、Cr³⁺、Fe³⁺改性以及不同Mo⁶⁺掺杂量的TiO₂光催化活性进行了评价，发现掺杂离子对TiO₂光催化活性的影响与其对TiO₂相转变的作用是一致的，即抑制相转变的同时也提高了光催化活性.实验结果也进一步表明，Mo⁶⁺掺杂量为0.05％（摩尔分数）时的TiO₂具有最佳光催化活性.     

Mg2NiH4储氢材料的制备及对高氯酸铵热分解的催化作用

采用置换-扩散法制备得到Mg₂NiH₄,用SEM、XRD和DSC等对其结构和性能进行了表征。Mg₂NiH₄纯度较高,含氢量为3.6％,放氢温度为292.4℃。用DSC法研究了Mg₂NiH₄对高氯酸铵（AP）热分解的催化性能。结果表明：加入含量为10％的Mg₂NiH₄可使AP高温放热峰温降低108.2℃,使表观分解热增加217.0％,Mg₂NiH₄对高氯酸铵热分解具有良好的催化作用。Mg₂NiH₄含量增加,对高氯酸铵热分解的催化作用增强。初步探讨了Mg₂NiH₄催化高氯酸铵热分解的作用机理。     

水热法制备CdS/TiO2及其光活性

研究了CdS/TiO₂光催化的耦合效应.以TiO₂、CdCl₂和Na₂S为原料在200 ℃、6 h水热反应条件下一次合成CdS含量不同的CdS/TiO₂,通过XRD、SEM、EDS和IR对样品进行表征,并通过谢乐公式（Scherrer equation）估算出样品晶粒的粒径.XRD图表明CdS/TiO₂为锐钛矿型TiO₂、立方相和六方相CdS的混合相.SEM表明CdS粒径为20～50 nm,TiO₂粒径为50～100 nm.通过罗丹明B(rhodamine B)光降解脱色,表征了样品的光活性,结果表明当CdS∶TiO₂为1.0时,CdS/TiO₂开始出现耦合效应,当CdS∶TiO₂为1.5时,CdS/TiO₂的光活性最强,在30 min内紫外光降解4 mg•L^-1罗丹明B溶液的降解率达74.3%.     

Gd3+掺杂TiO2纳米粉体的晶粒尺寸、表面特性和光催化活性

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯的和不同Gd³⁺掺杂量的TiO₂纳米粉体，并用XRD、BET、XPS、SPS等技术对样品进行了表征.研究了Gd³⁺掺杂量和焙烧温度对样品光催化降解亚甲基蓝的活性、相结构、晶粒尺寸和表面织构特性的影响，并结合表面光电特性和表面组成等探讨了Gd³⁺掺杂对纳米TiO₂的光催化活性的影响机制.结果表明：与纯TiO₂相比，适量掺杂Gd³⁺可以显著提高其光催化活性.当Gd³⁺掺杂量为0.5%（质量），焙烧温度为500 ℃时，TiO₂复合纳米粉体的光催化活性最佳，其锐钛矿含量为100%，平均晶粒粒径为15.55 nm，比表面积为12.81 m²·g^-1.Gd³⁺掺杂强烈地抑制TiO₂由锐钛矿相向金红石相的转变，减小晶粒尺寸，提高光响应阈值，这三方面均有利于提高光催化活性.XPS分析表明，Gd³⁺掺杂导致TiO₂纳米粉体的表面羟基含量降低.     

杉木粉/ZrO2网络互穿杂化材料的制备、形态、结构与性能

用20%NaOH溶液处理一定尺寸的杉木粉,以ZrOCl₂•8H₂O为无机前驱体,采用水热法将无机物组装在处理后的杉木粉的网络微孔结构中,制备了ZrO₂/杉木粉杂化材料。将杂化材料在空气中经过热处理得到多孔ZrO₂陶瓷。用FESEM、FTIR、XRD和TGA研究了杉木粉和杂化材料的形态、化学与结晶结构和热稳定性。结果表明：处理后的杉木粉显现出清晰的管胞与纹孔的网络微孔结构,纤维素中的部分氢键被破坏,结晶度下降,反应活性得以提高;在水热条件下,无机前驱体渗透到了杉木粉的微孔结构中,氧氯化锆水解后的羟基与杉木粉中的羟基发生了缩合反应,最终形成了无机/有机垂直互穿网络结构。杂化材料的热稳定性优于杉木粉,热分解温度从282℃提高到298℃。多孔ZrO₂陶瓷材料具有笼状结构,孔径约在10～20 μm之间。     

包硅改性纳米碳酸钙应用于高温CO2吸附的性能

引言 二氧化碳吸附强化制氢(SERP)的原理是将甲烷水蒸气重整反应过程产生的CO2用吸附剂脱除,从而打破化学反应平衡,降低反应平衡常数,使反应温度由800～1000℃降低至500℃左右,使制氢反应条件更温和、能耗更低.该技术的工业可行性研究的关键是甲烷水蒸气重整反应过程中采用的高温CO2的吸附剂的性能研究[1].     

近-超临界水中Ni/ZrO2催化气化聚乙二醇水溶液的产氢特性

在连续流超临界水反应器中,以Ni/ZrO₂为催化剂,以聚乙二醇（polyethylene glycol,PEG）水溶液作为研究对象,考察了近-超临界状态下的有机质气化产氢特性。实验结果显示,PEG的气化产物主要成分为H₂、CO、CH₄和CO₂;其中,当加入90 g 15% Ni/ZrO₂时,在430℃、压力24 MPa、停留时间300 s的条件下,可以生成70.14 mmol H_2^·（g PEG）^-1,为不加入催化剂时的5.1倍,为加入90 g ZrO₂时的2.6倍,相应的TOC去除率、碳气化率和氢气化率分别达到88.84%、88.50%和169.40%;增大活性组分Ni的质量分数可以提高气化效果,在410℃、压力24 MPa、停留时间180 s的条件下,Ni质量分数从5%提高到15%时,TOC去除率、碳气化率和氢气化率分别从45.31%、44.55%和78.25%提高到58.66%、58.16%和112.49%;反应温度的上升和停留时间的延长对气化效果有正影响,明显提高H₂的摩尔产率;PEG浓度的上升可抑制水气转换反应并促进甲烷化反应的进行而导致其气化效率下降,其中,H₂产量急剧下降,CO₂产量先上升后下降,而CH₄产量随PEG浓度上升而上升。研究结果证明了所研制的Ni/ZrO₂催化剂在近-超临界水中对PEG的催化气化特别是产H₂表现出高活性,在达到相同反应效率前提条件下使反应温度降低约80℃。     

Study on the photocatalytic property of La-doped CoO/SrTiO3 for water decomposition to hydrogen

The purpose of this study is to investigate the effect of La doping on the photocatalytic property of CoO/SrTiO₃. The experimental results show that a suitable concentration of La doping greatly improved the photocatalytic activity of CoO/SrTiO₃. The activity first increased, reached a maximum, and then decreased drastically with increasing doping concentration. The physical properties of the catalyst were characterized using XRD, SEM and UV-visible diffuse reflectance spectra. The influence of loading amount of co-catalyst CoO on the photocatalytic activity of La-doped SrTiO₃ was also studied and it was found that the optimum loading amount increased with increasing doping concentration.     

Synthesis and photocatalytic activity of Na+ co-doped CaTiO3:Eu3+ photocatalysts for methylene blue degradation

The Na⁺ co-doped CaTiO₃:Eu³⁺ powders were produced through the solution combustion method. The phase structure and optical properties of the synthesized samples were adequately characterized by X-ray diffraction (XRD), photoluminescence (PL) spectra, ultraviolet–visible (UV–vis) diffuse reflection spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). The XRD patterns revealed that a low level of Eu³⁺ doping could not cause lattice distortion of CaTiO₃. Photoluminescence (PL) displayed the CaTiO₃:0.5% Eu³⁺ sample synthesized at 900 °C has the weakest PL emission and the low electrons and holes recombination rate. The morphology of the sample was small nanoscale spherical particles. The UV–vis diffuse reflection spectra proved that doping Na⁺ and Eu³⁺ enlarged the absorption region and reduced band energy of pure CaTiO₃. The photocatalytic properties of Na⁺ co-doped CaTiO₃:Eu³⁺ samples were investigated via degrading methylene blue (MB) under ultraviolet light irradiation. The CaTiO₃:0.5% Eu³⁺, 0.5% Na⁺ sample, by contrast, exhibited the greatest photocatalytic property and the degradation rate was as high as 96.62%, which makes it a promising multi-functional material (photocatalytic material and red phosphor) for decreasing organic pollution in water.