微波协同磁性NiFe2O4活化过硫酸盐降解盐酸四环素的研究

研究采用水热法成功制备了磁性铁酸镍(NiFe₂O₄)，并利用X射线衍射(XRD)等对磁性NiFe₂O₄的性质进行表征。在微波作用(MW)和过硫酸盐(PS)存在下，系统地开展了MW与磁性NiFe₂O₄活化过硫酸盐对水溶液中盐酸四环素(TCH)氧化反应过程的影响因素及反应机制研究。结果表明：MW和磁性NiFe₂O₄协同活化过硫酸盐体系对TCH的去除率较好，在最佳条件反应下，去除率可达到88.8%。此外，通过对pH、过硫酸盐浓度、催化剂剂量等影响因素对TCH降解效果的研究显示，磁性NiFe₂O₄可有效活化过硫酸盐，在抗生素废水处理中具有潜在的应用前景。     

化学链燃烧中H2S对NiFe2O4氧载体活性的影响机理

采用密度泛函理论方法研究H₂S与NiFe₂O₄（001）完整表面和氧缺陷表面的相互作用机理。结果表明,H₂S在NiFe₂O₄氧载体表面Ni原子位的吸附能比其在Fe原子位的吸附能大。氧缺陷的形成会使H₂S在氧载体表面金属原子位的吸附能增大,并且Ni原子位吸附H₂S的吸附能增加更为明显。因而,NiFe₂O₄氧载体表面的Ni原子位是H₂S的主要吸附位。同时采用热力学方法进一步研究含H₂S的合成气与NiFe₂O₄氧载体之间的反应,发现H₂S与氧载体的反应产物与氧载体的还原程度密切相关。由于铁氧化物的深度还原过程受到热力学限制,H₂S与NiFe₂O₄氧载体反应的主要产物为Ni₃S₂。密度泛函理论方法与热力学方法研究结果均表明H₂S倾向于与NiFe₂O₄氧载体中Ni发生相互作用,这将对NiFe₂O₄氧载体的反应性能产生不利影响。     

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     

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。     

Co-Fe2O3[104]铁基载氧体优化体系作用下褐煤化学链燃烧特性

前期研究发现高弥勒指数晶面载氧体Fe₂O₃[104]具有高的化学链燃烧反应特性,且Co对煤及其热解中间产物具有催化气化和催化转化作用。通过正交实验优化制备Co-Fe₂O₃[104]/Al₂O₃载氧体体系结构,开展Co-Fe₂O₃[104]/Al₂O₃与褐煤的化学链燃烧,揭示载氧体与褐煤发生化学链燃烧的特性。结果表明:形貌控制制备的高弥勒指数晶面铁基载氧体Co-Fe₂O₃[104]/Al₂O₃(质量分数10%)促进了褐煤化学链燃烧过程中氧的迁移速率以及载氧体的还原程度,进而显著提高了载氧体与褐煤化学链燃烧的反应速率及反应效率。进一步通过CO多循环化学链燃烧反应、XRD和TEM表征了Co-Fe₂O₃[104]/Al₂O₃(10%)的可再生性及反应稳定性。     

La2O3的添加方式对Al2O3热稳定性的影响

采用3种不同添加方式制备La₂O₃改性的Al₂O₃材料La-Al₂O₃。La-Al₂O₃分别经500 ℃、1 000 ℃和1 200 ℃焙烧,采用物理吸附、X射线衍射和荧光光谱等对高温处理的La-Al₂O₃进行比表面积和结构表征。结果表明,La₂O₃的添加能有效抑制Al₂O₃在高温条件下向热力学稳定态α-Al₂O₃转变,同时提高高温处理后La-Al₂O₃比表面积,使Al₂O₃热稳定性得到明显提高。在3种La₂O₃添加方式中,La(NO₃)₃浸渍法效果最为显著,制得的La-Al₂O₃(N)材料经1 200 ℃焙烧4 h的比表面积为30 m²·g^－1,是未经改性的Al₂O₃样品经同等温度焙烧比表面积的2.2倍。     

用尖晶石CoFe2O4磁性颗粒非均相芬顿氧化废水中的柠檬酸镍

采用溶胶-凝胶法制备了Fe₃O₄、CoFe₂O₄、CuFe₂O₄、NiFe₂O₄、MnFe₂O₄等5种尖晶石磁性颗粒,并研究了其作为催化剂非均相Fenton氧化柠檬酸镍的效果。结果表明CoFe₂O₄的催化活性明显高于其他4种磁性颗粒,且具有较好的循环稳定性。以CoFe₂O₄为催化剂,研究了非均相Fenton反应的最佳条件。对于含0.5mmol/L柠檬酸镍的废水,在初始pH为3、催化剂投加量为0.3g/L、30mmol/LH₂O₂分3批次平均投加的情况下,柠檬酸镍的去除率可达97%,进一步加碱沉淀可去除废水中99%以上的镍。     

V2O5-MoO3/TiO2 催化剂的NOx选择性催化还原及SO2氧化活性

采用浸渍法以TiO₂为载体制备V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 选择性催化还原催化剂,研究V₂O₅和MoO₃负载量对于催化剂选择性催化还原反应及SO₂氧化活性的影响,并考察氧含量、氨氮物质的量比和反应空速对3%V₂O₅-6%MoO₃/TiO₂催化剂选择性催化还原脱硝活性的影响。结果表明,随着催化剂中V₂O₅负载质量分数增加,V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 催化剂的选择性催化还原活性和SO₂氧化活性均呈上升趋势。MoO₃的负载对催化剂的SO₂氧化活性有明显抑制作用。MoO₃负载质量分数超过9%,制备的催化剂既保持较高的低温选择性催化还原活性,又使选择性催化还原反应中的SO₂转化率小于1%。     

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。     

MgO、La2O3对Ni-Fe双金属甲烷化催化剂催化性能的影响

对不同含量 NiO 和 Fe₂O₃活性组分、不同含量 MgO、La₂O₃助剂系列催化剂进行等体积浸渍,在固定床微型反应装置中进行催化性能研究,结果表明,当活性组分配比为 8 % Ni-2 % Fe 时,CO 转化率达 90.07 %,CH₄选择性为 97.34 %;当 MgO 添加量为 2wt%时,CO 转化率在反应温度 530 ℃时达到最大值 95.98 %,CH₄选择性随温度的升高在 390 ℃和 550 ℃出现有两个极大值分别为 96.43%和 94.52 %;当 La₂O₃添加量为 2 wt%时,在反应温度 440 ℃和 530 ℃时 CH₄选择性分别为 98.72 %和 97.74 %,而 CO 转化率在 500 ℃最好,达到 94.41 %;催化剂表征添加助剂 MgO 不仅能缩小孔径提高其比表面积,还增加了活性组分在载体表面的分散性。     

基于甲烷脉冲法的Fe2O3-Al2O3载氧体还原特性研究

开发高效廉价铁基载氧体是天然气化学链重整制氢技术走向应用的关键。为探究高效铁基载氧体设计的基本依据,利用自行设计的脉冲反应器和气体产物全量同步在线分析系统,在800℃和无内外扩散影响的条件下研究了不同Fe₂O₃质量分数的Fe₂O₃-Al₂O₃载氧体的甲烷脉冲法还原特性。结果表明：Fe₂O₃的还原反应依两段机理进行,随载氧体颗粒内Fe₂O₃含量的多少可停止于Fe₃O₄,也可完全进行至FeO;气相产物中CO₂与CO的摩尔比随CH₄脉冲次数的变化规律也与Fe₂O₃含量密切相关。对用α-Al₂O₃粉末稀释高Fe₂O₃质量分数载氧体粉末的方法制备的低Fe_...     

MgO-Al2O3复合氧化物负载MnOx吸附剂的Hg脱除性能

天然矿物MgO被认为是负载MnO_x脱除燃煤烟气中Hg⁰的优良载体,然而其比表面积限制了Mn物种的利用效率,对Mn物种的用量需求较高。为提高载体在脱除烟气中Hg⁰反应过程中对Mn活性物种的利用率,采用Al₂O₃部分替换MgO,制备了MgO-Al₂O₃复合氧化物负载的MnO_x吸附剂。利用Al₂O₃较大的比表面积以及表面较高的化学吸附氧(O_ad)占比,提升了Mn对Hg⁰的吸附与氧化能力,获得了Hg⁰脱除效率更高的吸附剂。结果表明,仅负载5%的Mn物种时,在MgO载体中添加30%的Al₂O₃可使吸附剂在150℃、N₂+10%O₂气氛中提升Hg⁰脱除效率27.7%。通过H₂-TPR及X...     

B2O3改性Na2CO3催化剂用于甲醇脱氢制无水甲醛

以B₂O₃为助催化剂,采用研磨混合法改性Na₂CO₃催化剂,在固定床反应器中催化甲醇脱氢制备无水甲醛,考察催化剂的组成和反应条件等对催化反应的影响,采用XRD、TG-DTG、N₂吸附-脱附、SEM和CO₂-TPD等对催化剂进行表征。结果表明,以B₂O₃为助催化剂采用机械研磨混合法改性的Na₂CO₃催化剂,增加了催化剂的比表面积,在(10～30) nm增加了大量的孔道,平均孔径达18.44 nm,比表面积为1.65 m²·g^-1,且B₂O₃分布均匀,改性后的催化剂碱性降低,在催化甲醇脱氢制备无水甲醛的反应中,催化活性明显高于Na₂CO₃催化剂,表明B₂O₃改性Na₂CO₃催化剂能提高甲醇转化率和甲醛选择性。在B₂O₃/Na₂CO₃催化剂中B₂O₃质量分数为30%、甲醇进料质量分数为26%、反应温度为650 ℃和甲醇重时空速为2.94 h^-1条件下,甲醇转化率达59.97%,甲醛选择性达83.28%。     

CeO2改性Ni/γ-Al2O3催化剂上顺酐加氢制备丁二酸酐

采用等体积浸渍法制备CeO₂改性Ni/γ-Al₂O₃催化剂,通过BET、XRD、H₂-TPR和SEM等对催化剂结构及物化性能进行表征,考察Ni-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂对顺酐催化加氢制备丁二酸酐催化性能的影响。结果表明,引入适量CeO₂可提高催化剂活性组分Ni的分散度,增加催化剂比表面积,提高催化剂热稳定性。采用负载CeO₂质量分数5%的Ni-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂,在反应温度120 ℃、反应压力2.0 MPa和空速0.6 h^-1条件下,顺酐转化率为99.5%,丁二酸酐选择性为99.4%。     

介孔CoMn2O4/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其超级电容性能

采用共沉淀法制备了CoMn₂O₄/还原氧化石墨烯(CoMn₂O₄/rGO)复合电极材料,并研究了石墨烯含量对CoMn₂O₄/rGO复合材料形貌、微观结构及电化学性能的影响。结果表明:CoMn₂O₄纳米颗粒沉积在石墨烯纳米片的表面,随着石墨烯含量的增加,CoMn₂O₄纳米颗粒在r GO表面的分布逐渐均匀,聚集现象消失。CoMn₂O₄/rGO具有高的比表面积及优良的电化学性能,其中CoMn₂O₄/rGO20 (rGO质量分数为20%)电容性能最好,在电流密度1 A/g时具有1 420 F/g的比电容。CoMn₂O₄/rGO30(rGO质量分数为30%)的倍率性能和循环稳定性能最好。2 000次充放电后,样品CoMn₂O₄/rGO30在5 A/g时的比电容保持率为94%,样品CoMn₂O₄的比电容保持率为78%。     

锶掺杂的La2Ce2O7烧绿石催化甲烷氧化偶联性能研究

基于烧绿石类材料热稳定性高、晶格氧流动性可调控的特点,通过溶胶-凝胶法制备了La₂Ce₂O₇催化剂,向其中掺杂碱土金属Sr,研究了其在甲烷氧化偶联（OCM）反应中的催化性能。通过一系列表征确认了La₂Ce₂O₇样品的缺陷立方萤石结构;锶掺杂不仅显著提高了晶格氧的活动性,还提升了催化剂表面强碱位点的比例;与OCM反应活性关联发现,晶格氧流动性增强以及表面强碱位点的增加是提高OCM反应活性的关键因素;在优化的La_1.5Sr_0.5Ce₂O₇催化剂上,800℃下可以获得57%的C₂选择性和14%以上的C₂收率,连续反应30 h性能保持稳定。     

不同MoO3含量Raney Ni-Al2O3吸附剂的表征及其脱硫性能研究

采用混捏法制备了添加不同质量分数氧化钼的Raney Ni-Al₂O₃吸附剂，并利用XRD、BET、SEM、XPS等手段对吸附剂进行表征，采用连续固定床反应装置评价吸附剂的脱硫性能。结果表明，当氧化钼负载量为1%时，Raney Ni-Al₂O₃吸附剂吸附活性最强，比表面积和孔径均达到最大，分别为68.45 m²/g、15.24 nm。此时Raney Ni-Al₂O₃吸附剂在固定床反应器中对苯中噻吩的脱硫性能最高，饱和硫容达到最大，为35.17 mg/g。MoO₃添加量过高时会使吸附剂中的镍产生NiMoO₄晶相，堵塞吸附剂表面孔道，骨架镍海绵状结构特征不再明显，吸附活性大大降低。与未改性的Raney Ni-Al₂O₃吸附剂相比，添加1%MoO₃后的吸附剂表面分布更多的金属镍和氧化镍。     

NiO/α-Al2O3催化剂用于模拟汽油选择性加氢脱二烯反应的性能

以微波辐射法制得的大比表面积α-Al₂O₃为载体,负载一定量NiO制备得到NiO/α-Al₂O₃催化剂,采用固定床微反实验装置评价NiO/α-Al₂O₃催化剂用于模拟汽油选择性加氢脱二烯反应的性能,并对载体和催化剂进行XRD和BET表征。结果表明,用微波辐射法制得的Al₂O₃具有α-Al2O3的物相和大比表面积,负载NiO后的NiO/α-Al₂O₃催化剂对模拟汽油选择性加氢脱二烯具有较好的反应性能,适宜的NiO负载质量分数为24%。通过对反应条件的考察,得出24%NiO/α-Al2O3催化剂的适宜反应条件为反应温度80 ℃,常压,空速5.5 h^-1,氢油体积比100∶1。     

贵金属负载ZnFe2O4基复合光催化剂及其光催化性能研究

磁性可分离ZnFe₂O₄-ZnO-Pt纳米光催化剂通过浸渍、煅烧和还原的工艺制备。采用XRD、SEM、TEM、光电流测试、光降解罗丹明B和磁性回收实验对样品性能进行表征。SEM和TEM图片显示，光催化剂样品具有大的比表面积，复合纳米粒子粒径大小约为85nm。电化学和光催化实验结果表明，ZnFe₂O₄-ZnO-Pt光电流密度和光催化效率高于ZnFe₂O₄-ZnO，证明Pt、ZnO、ZnFe₂O₄三者复合，有利于电子空穴对的分离。且ZnFe₂O₄-ZnO-Pt光催化剂在多次光降解实验回收利用后性能仍然很稳定，具有高的光催化降解活性，进一步证明ZnFe₂O₄-ZnO-Pt具有良好的实际应用价值。     

CexSnyO2双金属氧化物催化剂用于富氧条件下NO和CO的同时脱除

采用了均相沉淀法,制备了一系列Ce_xSn_yO₂双金属氧化物催化剂,进行催化氨选择性催化还原(NH₃-SCR)反应和CO氧化反应,考察在富氧条件下系列催化剂上NH₃-SCR和CO氧化活性,结合XRD、BET、H₂-TPR,NH₃-TPD和XPS等表征手段对催化剂的物化性质和活性的关联进行了分析。结果表明,相比单组分CeO₂和SnO₂,少量的Sn⁴⁺掺杂进入CeO₂的晶格内,形成铈锡固溶体。增加了催化剂比表面积、孔体积和降低了催化剂的孔尺寸。此外,铈锡双金属氧化物催化剂之间产生协同作用,不仅提高了催化剂氧化还原性能、表面酸性还增加了催化剂Ce³⁺/Ce⁴⁺和表面吸附氧含量,进而有效的提高NH₃-SCR活性和CO活性。