Au/LaCo_(1-x)Ce_xO_3催化剂的制备及其对CO催化氧化性能的研究

为进一步提高催化剂活性,用Ce对LaCoO3载体进行改性,并采用溶胶-凝胶法制备系列LaCo1-xCexO3(x=0~0.5)载体。其中,x=0.1和0.2时,载体为钙钛矿结构。采用沉积-沉淀法制备Au/LaCo1-xCexO3(x=0.1、0.2)催化剂,通过XRD、BET和H2-TPR等方法对催化剂进行催化活性评价及稳定性表征测试。结果表明,Au/LaCo0.9Ce0.1O3和Au/LaCo0.8Ce0.2O3催化剂能够在90℃将CO完全转化,在此温度进行的连续20h和30h的寿命实验中,CO转化率保持100%,催化活性和稳定性均优于Au/LaCoO3催化剂。表明掺杂Ce改性载体,能够提高催化剂活性和稳定性。     

一锅法制备磁性Ni-Ag纳米合金催化剂 及其催化还原对硝基苯酚

采用液相共还原一锅法制备了不同[Ni]∶[Ag]比例的磁性Ni-Ag纳米合金催化剂。利用XRD、SEM、TEM表征了催化剂的物相和形貌,利用XPS测试了催化剂表面元素价态,采用SQUID分析了催化剂的磁学性能;以对硝基苯酚的催化还原反应作为模型反应,研究了[Ni]∶[Ag]比例对磁性Ni-Ag纳米合金催化剂催化性能的影响,并考察了其循环使用性能。结果表明,磁性Ni-Ag纳米合金催化剂由直径50 nm左右的Ni-Ag合金颗粒组成,催化还原对硝基苯酚的催化活性随Ag含量的增加先增强后减弱,[Ni]∶[Ag]=1∶1的催化剂催化性能最好。该Ni-Ag纳米合金催化剂的饱和磁化强度为15.43 emu·g~(-1),具有很好的磁学性能,可实现磁回收和循环利用,循环使用5次后依然保持高催化活性和稳定性。     

Cu@ZnO/Ag花簇型三元异质结构纳米复合材料的合成及其光催化性能的研究

采用模板化法制备了具有花簇形态的三元异质结构纳米复合光催化剂Cu@ZnO/Ag。首先,采用水热法制备Cu纳米线并将其作为核心,然后使ZnO纳米棒在核心表面生长,得到Cu纳米线-ZnO纳米棒(Cu@ZnO)复合物。最后,通过光沉积法将Ag纳米粒子(Ag NPs)负载在ZnO纳米棒上。通过扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)研究和确认了样品的形态和微观结构。光催化活性研究表明,Cu@ZnO/Ag在模拟太阳光照射下对RhB水溶液的降解具有较高的活性,当Ag NPs的负载量为5%(wt),且RhB的浓度为1×10-5 mol/L时,样品的催化活性达到最佳。     

可见光响应的壳-核结构Ag/AgCl光催化剂性能

利用光化学还原法制备了Ag/AgCl壳-核结构的复合纳米粒子,以亚甲基蓝为模型降解物,研究了其可见光催化性能。结果表明,壳-核结构的Ag/AgCl纳米材料具有表面等离子效应,提高了其对可见光吸收和光催化活性。在可见光照射下,亚甲基蓝溶液浓度为10 mg·L^-1,催化剂用量10 mg·L^-1,光照60 min,亚甲基蓝降解率达95%,COD去除率为92%。     

紫外光诱导法合成纳米银/羟基磷灰石及其性能研究

以羧甲基纤维素钠（CMC）为模板剂,采用紫外光诱导制备了羟基磷灰石（HAP）负载银纳米颗粒（AgNPs）的复合光催化剂（Ag/HAP）。通过X射线粉末衍射仪、扫描电镜、紫外-可见光吸收光谱仪、X射线光电子能谱仪等对其化学组成、形貌结构和光学性能等进行表征。结果表明,CMC作为模板剂不仅在紫外光诱导下将Ag⁺还原为Ag⁰,还对载体HAP的形貌、粒径起到调控作用。在甲基橙光催化降解试验中,当Ag的质量分数为1%时,降解率最高达98.31%,银纳米颗粒和HAP两者间的协同作用有效地提高了光催化性能。     

纳米ZnO/SnO2粉体的制备及其光催化性能的研究

以SnCl4·5H2O、ZnNO3·6H2O、HCl、NaOH为原料,采用共沉淀法制备出纳米ZnO/SnO2纳米复合催化剂粉体,以降解甲基橙溶液反应为模型,考察了不同比例ZnO/SnO2纳米粉体的光催化活性,探讨了煅烧温度对催化剂催化活性的影响.并用差热失重分析仪(TG/DSC)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)测试手段对其进行了表征.结果表明:ZnO复合SnO2后,光催化活性明显提高,其中以ZnO/SnO2在ZnO∶SnO2=4∶1的情况下复合催化剂光催化性能最优;热处理温度在650℃保温时间2h所得到的复合催化剂催化性能最好.     

Ce修饰Na Y分子筛负载PdO纳米晶催化剂用于苯的催化氧化反应

以CeO_2修饰多孔NaY分子筛作为载体,采用高温液相还原法制备纳米晶PdO催化剂,用于低浓度苯催化氧化反应。采用XRD、N2吸附-脱附、透射电镜-能谱(HRTEM-EDS)、H2程序升温还原(H_2-TPR)、O_2程序升温脱附(O_2-TPD)和程序升温表面反应(TPSR)等对载体和催化剂进行表征。结果表明,NaY分子筛结构稳定,比表面积651 m~2·g~(-1)和孔容0. 326 cm~3·g~(-1),纳米晶PdO能够较均匀地分散在NaY载体上,颗粒尺寸约(3～5) nm。加入一定量CeO_2后,Pd O以较小的纳米晶颗粒形式分散在CeO_2周围,活性组分与助剂协同作用促进了催化剂中晶格氧的流动性,明显改善了0. 2%Pd/NaY的氧化性能。0. 2%Pd/8%Ce/NaY表现出最佳催化活性和良好稳定性,250℃可完全催化降解1000×10~(-6)的苯,并且230℃连续反应100 h,催化剂转化率稳定在86%。     

Ag/rGO纳米粒子的合成及其催化还原对硝基苯酚

采用液相共还原法在没有表面活性剂条件下原位制备Ag/rGO纳米催化材料,并用XRD、EDX、FTIR、Raman、SEM和TEM对所得产物进行了详细表征。结果表明:氧化石墨烯和银离子同时被还原,直径约为5nm的银纳米粒子均匀负载在石墨烯片层上。所制备的Ag/rGO纳米催化剂对硼氢化钠还原对硝基苯酚(4-NP)具有明显的催化活性;当Ag负载量(质量分数)为10%时,该反应在室温下的反应速率常数可达到0.332min-1,表观活化能为34.4kJ·mol-1。该Ag/rGO纳米复合粒子有望成为还原对硝基苯酚的工业催化剂。     

成型TiO_2负载型纳米碳纤维催化材料的制备与表征

采用成型TiO2为载体,以甲烷为碳源,镍铜双金属催化剂,改变反应温度以及碳氢比(CH4/H2摩尔比),生长纳米碳纤维(CNF),制备出结构化复合纳米碳纤维催化材料-生长在成型TiO2上的纳米碳纤维材料(CNF/TiO2).扫描电镜(SEM)和物理吸附仪(BET)表征结果表明,CNF粗细均匀、直径～70 nm,而且与其他传统催化剂载体(活性炭)相比几乎没有微孔.并以CNF/TiO2为载体,采用浸渍法负载金属钯,制备出结构化纳米碳纤维负载型钯催化剂(Pd/CNF/TiO2),以苯乙烯加氢为模型反应进行活性评价,结果表明,其催化活性明显优于成型活性炭负载型Pd催化荆.结构化纳米碳纤维具有比表面适中,且不含微孔,是一种优良的催化剂载体,可望用于受内扩散制约的气液固三相催化反应.     

纳米Al_2O_3负载Ru催化剂用于CO_2加氢合成甲酸研究

为了研究载体性质对Ru负载型催化剂的CO2加氢合成甲酸反应性能的影响,制备了以Al2O3纳米棒和γ-Al2O3为载体的一系列Ru基催化剂,采用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、D2/OH交换和程序升温还原(H2-TPR)等方法详细表征催化剂的性质,并考察CO2加氢制甲酸的反应性能。结果表明:与传统Ru/Al2O3催化剂相比,以Al2O3纳米棒为载体时,Ru Ox物种在载体表面的分散程度高,Al2O3纳米棒的表面OH数目多,有利于提高催化剂的反应活性,另外当Ru在Al2O3纳米棒上的负载量(质量分数)为1%时,甲酸产量最高可以达到11.7mmol/h。     

水热法制备Sr_2FeNiO_6催化剂及其催化性能研究

采用水热法制备双钙钛矿催化剂Sr_2FeNiO_6,考察不同浓度KOH溶液(4 mol·L~(-1)、6 mol·L~(-1)、8 mol·L~(-1)、10 mol·L~(-1)、12 mol·L~(-1)、14 mol·L~(-1))对催化剂性能的影响,利用X射线衍射、比表面积测定、程序升温还原和扫描电镜等对样品进行性能表征,并以催化甲烷燃烧为目标,考察催化剂催化性能。结果表明,矿化剂KOH浓度对样品性能影响较大,当浓度为10 mol·L~(-1)时,起燃温度最低,T_(10%)为430℃;浓度为8 mol·L~(-1)时,样品比表面积最大,为19.0 m~2·g~(-1),完全燃烧温度最低,T_(90%)为610℃。     

钌基催化剂用于直接法合成气制低碳烯烃反应

以γ-Al₂O₃为载体,通过等体积浸渍法制备钌基催化剂,用其进行催化CO加氢,研究制低碳烯烃反应中钌基催化剂的催化性能,考察催化剂的焙烧温度、工艺条件及碱金属助剂Na对钌基催化剂CO加氢反应的影响。结果发现,焙烧温度400 ℃制备的钌基催化剂具有最大的比表面积,在反应温度220 ℃、反应压力1.0 MPa和空速1 500 mL·(h·g)^-1条件下,可以保证较高的CO转化率及低碳烯烃选择性。碱金属助剂Na提高了催化剂催化活性,Na质量分数为4%6%时,钌基催化剂表现出最佳的CO转化率及低碳烯烃选择性。     

Fe掺杂WO_3催化剂制备及催化降解染料性能

以钨酸钠、硝酸铁为原料,采用水热法制备WO_3和铁掺杂WO_3(Fe-WO_3)固体催化剂。通过红外光谱(FT-IR)、X射线多晶衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)及固体紫外-可见漫反射等表征催化剂。结果表明,制备的Fe-WO_3样品粒子呈片状,厚度达到纳米级。Fe掺杂WO_3的晶体结构受焙烧温度的影响,400℃焙烧得到的四方晶型样品具有较高的催化活性。固体紫外-可见漫反射表明,与WO_3相比,Fe掺杂WO_3发生红移,增强了可见光下的催化活性。以Fe-WO_3为催化剂降解亚甲基蓝,当亚甲基蓝初始浓度为10 mg·L^(-1),pH=11,催化剂用量1 g·L^(-1),质量分数30%的H_2O_2用量2.5 mL·100 mL^(-1),反应时间100 min时,亚甲基蓝降解率可达95.56%。     

CO偶联合成草酸二甲酯催化剂研究

采用浸渍法制备CO偶联制备草酸二甲酯用负载型Pd催化剂,考察载体、浸渍方法、Pd含量、助剂对Pd催化剂性能的影响。根据傅里叶变换红外光谱研究Pd/α-Al_2O_3负载型催化剂上CO偶联制草酸二甲酯的反应机理。结果表明,采用α-Al_2O_3载体,Pd质量分数4‰,掺杂助剂Cu的蛋壳型的Pd/α-Al_2O_3催化剂上,草酸二甲酯时空收率达到735.7 g·(L·h)~(-1)。     

Efficient destruction of bacteria with Ti(IV) and antibacterial ions in co-substituted hydroxyapatite films

Hydroxyapatite (Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂: HAP) was co-substituted with Ti(IV) and antibacterial ions (Ag⁺, Cu²⁺ or Zn²⁺) (HAPTiM), by coprecipitation and ion-exchange methods. Both HAPTiAg and HAPTiCu coated on porous spumous nickel film showed high efficiency for killing Escherichia coli and Staphylococcus aureus in the dark and under weak UVA irradiation, respectively. Moreover, their bactericidal activities were much higher than that of P25-TiO₂ film. The studies of ESR revealed that not only O₂⁻ was formed on HAPTiM, HAPTi, HAP and P25-TiO₂ films under weak UVA irradiation, but also at ambient temperature without light O₂⁻ was generated on HAPTiCu, HAPTiAg, and HAPTi. The redox couples of Cu⁰/Cu²⁺ and Ag⁰/Ag⁺ in the structure of HAPTiCu (Ag) caused the transfer of electron leading to the O₂⁻ generation under the above conditions. The higher bactericidal activities of HAPTiM were due to the synergy of the oxidation role of the O₂⁻ and the bacteriostatic action of antibacterial ions. The process of the damage of the cell wall and the cell membrane was directly observed by TEM, and further confirmed by the determination of potassium ion (K⁺) leakage from the killed bacteria.     

Ag/Ce0.75Zr0.25O2催化剂中Ag的负载量对碳烟燃烧活性的影响

开发低温下高催化活性的柴油机碳烟颗粒燃烧催化剂是当前环境催化领域的热点问题。利用共沉淀的方法制备了用于碳烟催化燃烧反应的Ag/Ce_0.75Zr_0.25O₂催化剂。活性评价结果表明,相对于Ce_0.75Zr_0.25O₂催化剂,Ag的引入可显著降低碳烟催化燃烧温度。而且,Ag的负载量存在一个最佳值。以XRD、in-situ XRD、BET、TPR等表征手段探究了该系列催化剂结构性质及其变化产生的影响。结果表明,Ag与Ce物种间的相互作用可显著降低催化剂（特别是CeO₂表面氧）的还原温度。该相互作用使Ag/Ce_0.75Zr_0.25O₂催化剂在一定温度下（>200℃）就表现出Ag⁺的性质。这些性质与该催化剂具有较高的碳烟氧化活性相关。而且,该催化剂也表现出良好的稳定性。     

CO气相偶联合成草酸二甲酯催化剂的研制

考察助剂、制备方法和还原介质对CO气相偶联合成草酸二甲酯催化剂性能的影响。结果表明,以贵金属Pd为活性组分,非贵金属C为助剂,以α-Al_2O_3为载体,采用分步等体积浸渍法制备的催化剂,在水合肼还原后,具有良好的反应活性和稳定性。在反应温度130℃,空速3 000 h^(-1)时,产物中草酸二甲酯含量90%以上,时空收率平均可达813 g·(L·h)^(-1)。催化剂PC-3反应500 h后,物理性能和反应活性变化不大。     

Liquid phase selective oxidation of benzyl alcohol over Pd–Ag catalysts supported on pumice

Selective oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde was carried out over pumice supported bimetallic and monometallic Pd and Ag catalysts. Preliminary kinetic studies were performed at 333 K in autoclave, at pressure of 2 atm in pure oxygen. Under these conditions, small amounts of benzoic acid were detected with the monometallic Pd pumice being the most active catalyst. The reaction was also carried out under flowing oxygen at atmospheric pressure and at 348 K. Under these conditions, the selectivity to benzaldehyde was 100%. The catalytic activity of the catalysts was measured after different oxidation and reduction treatments at high temperature. In addition, two mechanical mixtures of pretreated Pd and Ag monometallic samples were tested. The structural data (XRD, XPS, EXAFS) along with the catalytic results would indicate that Ag⁰ and Pd⁰ species are the catalytic sites acting with certain synergism.     

AgBr/Zn3(OH)2V2O7·2H2O可见光催化降解亚甲基蓝溶液

采用水热和沉淀两步合成法制备AgBr/Zn₃(OH)₂V₂O₇·2H₂O催化剂,研究其在可见光下降解亚甲基蓝溶液的性能,并考察催化剂用量、亚甲基蓝溶液初始浓度、pH值以及盐浓度对光催化性能的影响,评价AgBr/Zn₃(OH)₂V₂O₇·2H₂O催化剂的重复使用性能。结果表明,在前驱液pH为10、120 ℃水热10 h、Ag与Br物质的量比为0.20条件下制备的复合催化剂在可见光下反应120 min后,1.0 g·L^-1的催化剂对10 mg·L^-1的亚甲基蓝溶液脱色率达到85.2%。NaCl对亚甲基蓝的降解起抑制作用,Na₂SO₄对亚甲基蓝的降解起促进作用。催化剂重复使用4次后,光照120 min后的亚甲基蓝溶液脱色率可达66.4%。催化剂对不同初始浓度亚甲基蓝溶液的光催化降解符合一级动力学模型。