新型键联异质结CoMOF-g-C3N4-COOH用于可见光光解水产氢反应

基于钴金属有机骨架(CoMOF)和羧基化g-C₃N₄-COOH,设计合成了依靠化学键连接形成异质结界面的新型光催化剂CoMOF-g-C₃N₄-COOH。CoMOF-g-C₃N₄-COOH异质结材料具有优异的可见光下光解水制氢性能,产氢速率达到233 μmol/(g·h),与传统静电吸附合成的CoMOF-g-C₃N₄或纯g-C₃N₄-COOH相比,性能大幅提升。这是由于CoMOF/g-C₃N₄异质界面处化学键的设计构建,促进了光生载流子的传递,能够有效抑制电荷-空穴的复合。该工作证明了复合催化剂异质界面处成键对光生电子高效转移的作用,为设计高效光解水产氢的MOF基材料提供了新的思路。     

碳掺杂g-C3N4多孔纳米管的制备及光催化性能

结合超分子前体组装法和气泡模板法，以葡萄糖为气泡模板的同时作为碳掺杂剂制备了碳掺杂g-C₃N₄多孔纳米管(CCNPNT)，通过XRD,XPS,SEM,UV-Vis,PL等方法对制备的CCNPNT进行表征，考察了CCNPNT光催化降解罗丹明B(RhB)的性能。表征结果显示，CCNPNT具有较大的比表面积，光吸收能力和电子-空穴的分离效率均得到提高。实验结果表明，CCNPNT对RhB的降解反应速率常数达0.022 06 min^-1，分别是纯g-C₃N₄纳米管和g-C₃N₄的3.3倍和9.1倍；CCNPNT三次循环使用后催化降解RhB的性能没有明显下降，具有优异的催化稳定性。     

石墨相氮化碳的制备、表征及光催化性能研究

以三聚氰胺为原料，通过直接热聚合法制备石墨相氮化碳(g-C₃N₄)，采用X线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N₂吸附-脱附以及紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等表征手段对g-C₃N₄的晶型、特征基团、形貌以及比表面积等进行表征，以亚甲基蓝(MB)染料溶液为模拟污染物溶液，对g-C₃N₄的光催化活性和稳定性进行评价，并对光催化机制进行探讨。结果表明：所制备的g-C₃N₄呈多孔的层状堆叠结构，具有良好的结晶度和纯度，比表面积达到了96.32 m²/g，在氙灯照射120 min下，g-C₃N₄对500 mL质量浓度为10 mg/L的MB染料溶液的光催化降解率达到93%,g-C₃N₄循环使用5次后，其对MB染料溶...     

石墨相氮化碳的单金属掺杂改性研究进展

聚合物半导体石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为一种可见光敏感无金属光催化剂，具有合适的带隙能量和导带、价带位置，广泛应用于光解水、污染物降解等领域，但光催化活性仍受一定限制。带隙调控是改性的主要策略之一，其中，金属掺杂可大幅降低带隙能量，改善导带和价带位置，获得更好的电荷分离/转移效率，提高g-C₃N₄对可见光的吸收能力，增强光催化活性。综述了近年来g-C₃N₄单一金属掺杂改性的研究，主要包括贵金属、碱金属和过渡金属掺杂等，提出了单一金属掺杂存在的问题，并对未来发展方向进行了展望。     

高分散Ru/Si3N4催化剂的制备及其在CO2加氢中的应用

氮化硅是一种良好的载体,具有较高的水热稳定性和机械稳定性,其表面的氨基基团能够较好地锚定金属,显著提高金属分散度。但是,商品氮化硅比表面积较低,对金属分散作用仍然有限。因此,以自制的高比表面积氮化硅(Si₃N₄)为载体,通过浸渍法制备了不同Ru负载量(质量分数分别为0.5%、1.0%和2.0%)的催化剂(分别为0.5%Ru/Si₃N₄、1.0%Ru/Si₃N₄和2.0%Ru/Si₃N₄),并以商品氮化硅(Si₃N₄-C)为载体制备了2.0%Ru/Si₃N₄-C催化剂作为对照组。表征了催化剂的理化性质,测试了其在300°C、0.1 MPa下的CO₂加氢反应活性。结果显示,与Si₃N₄-C相比,Si₃N₄的比表面积较高(5...     

介孔g-C3N4的制备及其对航空煤油的吸附脱硫性能

采用硬模板法制备了介孔类石墨相氮化碳(g-C₃N₄),在500、550、600 ℃下焙烧分别得到CN-500、CN-550、CN-600。采用XRD、TEM、FT-IR、FPD和N₂吸脱附等分析手段对制备的介孔材料进行表征,考察了其对航空煤油（航煤）吸附脱硫的性能。结果表明：该介孔材料对噻吩有较好的吸附能力,550 ℃煅烧的样品 CN-550 吸附容量最大,为24 mgS)/g;其对真实航煤的脱硫吸附容量可达10.46 mgS)/g。g-C₃N₄介孔材料在用NaOH消除抗氧化剂后的航煤中对硫的吸附容量提升约50%。由于分子尺寸及位阻效应等影响,介孔g-C₃N₄对噻吩的吸附容量远大于对苯并噻吩吸附的吸附容量,对苯并噻吩及其衍生物的吸附能力较低是介孔g-C₃N₄对航煤脱硫性能下降的主要原因。     

梯型BiOBr/In2S3异质结的制备及光催化CO2还原活性

近几年随着社会的发展,环境污染和能源危机等问题愈加严重。半导体光催化技术在污染物降解、环境修复、光催化产氢、CO₂还原等领域的研究受到了人们广泛的关注。本文采用原位水热法制备了梯型BiOBr/In₂S₃异质结复合材料,实验结果表明,梯型Bi OBr/In₂S₃异质结复合材料相较于任意单一的BiOBr、In₂S₃催化剂具有更高的光催化CO₂还原活性。此外,还利用XRD、TEM、紫外可见吸收光谱、光电流等实验表征技术分析了梯型BiOBr/In₂S₃异质结的光催化反应机制。     

ZnO/mpg-C3N4复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

采用简单溶剂热法成功合成了具有高可见光催化活性的ZnO/mpg-C₃N₄复合光催化剂。利用XRD、TEM、FT-IR、UV-Vis等手段对样品的结构、形貌及光学性能进行了表征,并以亚甲基蓝(MB)作为目标污染物,对ZnO/mpg-C₃N₄进行了光催化降解评价实验。结果表明,采用溶剂热法合成的ZnO/mpg-C₃N₄复合光催化剂中,ZnO颗粒较均匀地分散在mpg-C₃N₄上,与纯ZnO及mpg-C₃N₄相比,可见光催化活性明显提高。当mpg-C₃N₄质量分数为80%时,ZnO/mpg-C₃N₄复合光催化剂的光催化活性最高,为纯mpg-C₃N₄的2.3倍。     

硼掺杂管状g-C3N4的制备及其光催化性能

以硼酸改性处理的三聚氰胺为前体,使用水热前体法制备了硼掺杂管状g-C₃N₄光催化剂,采用XRD,XPS,SEM,UV-Vis,PL等手段对催化剂进行了表征,考察了催化剂光催化降解罗丹明B(RhB)的性能。实验结果表明,硼酸的加入量为1.57 g时制备的催化剂BG2具有较高的比表面积,为降解RhB提供了更多的反应活性位点;BG2具有2.64 eV的禁带宽度和最佳的光生电子与空穴分离效率,降解率最高,达87.3%,且具有优良的稳定性。     

CdS/CeO2异质结纳米光催化剂催化还原CO2的研究

采用水热法制备CdS/CeO₂异质结纳米光催化剂，并采用X射线粉末衍射、高分辨率透射电子显微镜、紫外-可见光谱等对所合成催化剂的物理化学性质进行表征，评价其光催化CO₂还原性能。结果表明：相比于CdS及CeO₂纳米颗粒，CdS/CeO₂异质结纳米光催化剂可拓宽催化剂的可见光吸收范围，降低带隙，有效延缓电子-空穴对的复合，降低电弧半径及电子-空穴对转移运动电阻，从而提高催化剂的可见光感应范围及光催化活性，证实半导体复合制备的异质结纳米结构可有效提高催化剂光催化还原CO₂的活性；1 mmol Cd(OOCCH₃)₂·2H₂O水溶液中加入100 mg CeO₂纳米颗粒所制备的异质结纳米光催化剂CdCe-100具有最优的光催化CO₂还原性能，在反应时间为10 h时，CO产率为213μmol/g, CH₃OH产率为1 534μmol/g,且重复利用6次时催化...     

氮化碳对Cu-ZnO-Al2O3催化CO2加氢合成甲醇的影响

采用固体混合法制备了石墨相氮化碳(g-C3N4)复合Cu-ZnO-Al2O3催化剂,通过XRD、H2-TPR、CO2-TPD和N2 O滴定等表征手段对催化剂进行表征,并将其用于CO2加氢合成甲醇反应.结果表明,g-C3N4的适量添加可以提高催化剂上铜物种的分散度和催化剂的碱性位点,增加铜颗粒的比表面积,有利于CO2的吸...     

脉冲电沉积制备NiW-Si3N4/MWCNTs复合镀层及其性能研究

长期暴露在复杂工况下的油管、套管钢材表面极易发生腐蚀,导致材料使用寿命降低,影响油井正常生产。通过脉冲电沉积技术在C45钢基材表面制备了NiW-Si₃N₄/MCNTs复合镀层,并探究了纳米颗粒Si₃N₄与MWCNTs用量对复合镀层表面微观形貌、硬度和耐蚀性等性能的影响。研究表明:纳米颗粒的加入在抑制Ni-W镀层的(220)与(200)晶面生长的同时,还能促进Ni-W镀层晶粒的细化,大幅度提升NiW-Si₃N₄/MCNTs复合镀层的显微硬度,最高可达1 243.7 HV;与Ni-W镀层相比,NiW-Si₃N₄/MCNTs复合镀层的阻抗更大,腐蚀速率更低,抗腐蚀性能更好。该项研究为进一步提高Ni-W镀层物理化学性能奠定了理论基础,缓解了油管的腐蚀问题。     

硫酸亚铁、硫酸高铁分离法及干酪根与黄铁矿结合形式的研究

对于干酪根样品的制备,目前方法较多,制备的纯度各不相同,甚至差异很大,直接影响了各项参数的测定。我们在制备干酪根过程中主要采用如下步骤:①有机溶剂除去可溶性有机质;②盐酸处理碳酸盐;③氢氟酸处理硅酸盐;④稀盐酸处理不溶性硅氟化物;⑤氯仿抽提进一步除净可溶性有机质;③溴化锌重液超声离心除去黄铁矿及其他杂质。      

MgO-Cr2O3/Al2O3催化剂对丙烷脱氢反应的再生性能

制备了Mg改性Cr₂O₃/Al₂O₃催化剂,利用XRD,UV-Vis,XPS,H₂-TPR,NH₃-TPD,TG等方法考察了新鲜和再生后催化剂的结构与性能。实验结果表明,助剂Mg的添加有利于催化剂再生后的物相结构稳定;随再生次数的增加,催化剂孔径增大,比表面积降低,催化剂表面Cr⁶⁺含量降低,Cr⁶⁺组分逐渐不可逆还原为Cr³⁺等稳定状态;催化剂表面主要为弱酸和中强酸,随再生次数的增加,酸量减少,但酸强度增加,Cr物种价态及其与载体的相互作用影响了表面酸性进而影响了催化剂活性;新鲜催化剂催化活性略高于再生催化剂,经多次再生后催化剂性能趋于稳定,丙烷转化率稳定在30%左右,丙烯选择性在88%以上。     

Bi2WO6的合成、改性及应用进展

Bi₂WO₆光催化剂由于优异的催化性能、简单的制备方法获得了研究者的关注。详细阐述了近年来国内外Bi₂WO₆的制备及改性方法,介绍了Bi₂WO₆在光催化领域的应用情况。如何利用Bi₂WO₆提高太阳能的利用率、节约能源、保护环境是未来Bi₂WO₆催化剂的研究方向。     

HNO3/H2O2烟气脱硝兼微藻养殖组合工艺

采用HNO₃/H₂O₂酸性氧化吸收液对含NO_x模拟烟气进行脱硝处理,并以脱硝后的吸收液作为微藻养殖的氮源。分析吸收塔填料高度对烟气脱硝效果的影响;考察烟气中金属离子含量、微藻培养液中微量元素含量和pH对吸收液中H₂O₂分解的影响;探究HNO₃/H₂O₂用于蛋白核小球藻培养所需氮源的可行性。结果表明：吸收塔中加载填料能够增强气液接触效果,在保证脱硝率的前提下有效降低液气比;烟气中的铁、钴、镍离子易导致_H2O2的分解;含微量元素的微藻培养液、弱酸性培养环境有利于_H2O2分解;用HNO₃作氮源时蛋白核小球藻生长速率比用NaNO₃作氮源时更高,氮源中含有少量H₂O₂不影响微藻的生长。