镧基钙钛矿材料的制备与催化碳烟性能研究

以La、K、Co, Ni的硝酸盐为主要原材料，采用柠檬酸溶胶凝胶法制备钙钛矿La_1-xK_xCo_0.1Ni_0.9O₃(x=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)催化剂。利用扫描电子显微镜，X射线衍射仪等对钙钛矿催化剂的形貌，物相进行表征。并用使用同步热分析仪研究钙钛矿催化剂对Soot(碳烟颗粒)催化性能。结果表明：La_0.7K_0.3Co_0.1Ni_0.9O₃钙钛矿纯度高，成相好，并且呈多孔结构，颗粒分布均匀，K⁺取代La³⁺,低价态的K⁺的原子半径大于高价态La³⁺的原子半径，会产生新的氧空位，同时吸附活化了晶格中的O₂,提高氧化还原性能，改善催化活性，有效提高了对Soot的催化效果。     

纳米碳材料催化液相选择性氧化的研究进展

纳米碳材料是广受关注的高性能材料,其作为无金属催化剂的应用近年来受到了广泛关注。综述了碳材料在不同氧化剂(O2、H2O2、叔丁基过氧化氢、氧化石墨等)的作用下选择性催化氧化烃类、醇类、酮类、胺类等制备有机化学品和氧化降解有机污染物反应过程,着重阐述这些液相氧化反应体系的机理以及碳材料在其中所起的作用。     

纳米碳材料催化液相选择性氧化的研究进展

纳米碳材料是广受关注的高性能材料,其作为无金属催化剂的应用近年来受到了广泛关注。综述了碳材料在不同氧化剂（O₂、H₂O₂、叔丁基过氧化氢、氧化石墨等）的作用下选择性催化氧化烃类、醇类、酮类、胺类等制备有机化学品和氧化降解有机污染物反应过程,着重阐述这些液相氧化反应体系的机理以及碳材料在其中所起的作用。     

动态法热重分析（TG）推算硫化胶热寿命的方法

用换算时间的计算方法对石墨—硅橡胶复合体热重曲线(TG)进行动力学分析,用Doyle和Zsako′积分公式及Sharp和Wentworth扩展法微分公式,从一条热分析曲线推导出反应机理,算出活化能△E,频率因子A等动力学参数,计算寿命—温度关系。求得温度指数(寿命为20000h的最高使用温度)为229℃,在250℃下寿命为2820h。由算出的△E,A进行热分析曲线反算,以验证所得结果的正确性。     

高温催化氧化法测定土壤中溶解性有机碳

采用高温催化氧化法测定了岩溶区土壤中溶解性有机碳（DOC）,研究了提取过程中的相关参数对DOC测定的影响。首先用超纯水对新鲜采集的土壤样品进行振荡提取5 h,快速离心20 min后采用孔径为0.45μm的微孔滤膜对提取液进行抽滤,最后用Multi 3100 N/C多功能分析仪测定了提取液中的含碳量。     

碳基材料在臭氧催化氧化法中的研究应用

综述了碳基材料的改性方法及对难降解有机物的去除效果,讨论了初始pH值、催化剂投加量、臭氧投加量对臭氧催化氧化的影响,分析了碳基材料在臭氧催化氧化中的重要意义以及作为催化剂的改性研究方向,对新型碳基材料催化臭氧具有重要的参考意义。     

碳基材料在臭氧催化氧化法中的研究应用

综述了碳基材料的改性方法及对难降解有机物的去除效果,讨论了初始pH值、催化剂投加量、臭氧投加量对臭氧催化氧化的影响,分析了碳基材料在臭氧催化氧化中的重要意义以及作为催化剂的改性研究方向,对新型碳基材料催化臭氧具有重要的参考意义。     

La-Mn-O钙钛矿催化剂成分对NOx和碳烟同时催化去除的影响

将La-Mn-O钙钛矿型催化剂与碳黑充分研磨后置于固定床连续流动反应体系中,利用程序升温反应(TPR)技术,对同时催化去除NOx和碳烟的反应进行了实验研究,考察了Ce、K及Cu的掺入对La-Mn-O钙钛矿型催化剂性能的影响.研究结果表明,用适量的Ce或K取代LaMnO3中的La,催化剂的性能可以得到改善,进一步用适量的Cu取代La0.8K0.2MnO3中的Mn,催化剂的性能也得到进一步的提高.用La0.8K0.2Cu0.05Mn0.95O3当作催化剂时,NO向N2的最大转化率达到66.0%,碳黑的起燃温度为290℃,结果表明该催化剂在同时去除NOx和碳烟方面具有较好的选择性和较高的活性.     

生物质固定床热解碳烟结构特征及反应活性

在固定床上进行了麦秆与木屑2种生物质的热解实验,对热解碳烟产物的产率、微观形貌等理化性质进行了表征,并在热天平上测定其氧化/气化特性。研究了在不同热解温度下两种生物质产生碳烟的产率、粒径分布及内部纳观结构的变化趋势,在此基础上分析了碳烟反应活性的影响因素,并将结果与采用一维沉降炉热解方式获得的碳烟对比。结果表明：采用固定床热解获得的碳烟具有较高的纯度。随着生成温度的升高,碳烟结构排列更加有序,石墨化程度提高,基本粒子的几何平均粒径变小,同时碳烟的反应活性变差,说明碳烟内部结构的变化对反应活性的影响起主要的控制作用。单位空间内生物质的燃料浓度会影响碳烟的产率、粒径等特性。高的原料空间浓度倾向于生成更多的碳烟,并且碳烟具有更大的粒径。木屑碳烟相比麦秆碳烟石墨化程度更高,反应活性较差。     

常温下碳基活性材料催化氧化NO的研究进展

针对常温、含高浓度O₂ 的NO污染气体排放控制,典型的选择性催化还原（SCR）技术已不再适用。以碳基活性材料为催化剂的NO常温催化氧化技术得到了广泛关注,该技术在常温和高浓度O₂条件下将NO氧化为NO₂,并以硝酸或硝酸盐形式加以回收利用,因此具有环保和经济双重效益,应用前景广阔。本文简要综述了碳基活性材料常温催化氧化NO的研究进展,阐述了NO催化氧化机理,介绍了碳基活性材料的表面物化特性和反应条件（O₂浓度、NO浓度、GHSV、反应温度、水蒸气和催化剂粒径等）对催化氧化NO的影响,以及活性炭、活性炭纤维、碳纳米纤维、炭干凝胶、金属负载碳基活性材料、炭化污泥等不同碳基活性材料的催化特性,总结并展望了未来碳基活性材料低温催化氧化NO的发展方向。     

碱金属Rb掺锰对碳烟颗粒催化燃烧活性的影响

碳烟是导致雾霾天气的罪魁祸首,选用适宜的催化剂提高碳烟颗粒的催化活性,可有效消除其对人体和环境的危害。采用溶胶凝胶法在Mn_2O_3(三氧化二锰)中掺杂不同含量的碱金属Rb(铷),合成了类似水钠锰矿和锰钾矿结构的催化剂,并着重探讨了该催化剂的组成和结构对碳烟颗粒燃烧性能的影响。研究结果表明:Rb_(0.6)Mn的催化效果相对最佳,可使碳烟的T_m(碳烟转化率为50%时的温度)达到333℃;Rb_xMn催化剂表面覆盖的碱金属,使得催化剂与碳烟颗粒的表面接触性能因碱金属熔融盐之特性而降低;碱金属与Mn形成的特殊结构(即Rb离子在掺杂过程中会部分富集在催化剂表面),使Mn价态升高,表面氧物种缺陷位增多,从而提高了氧的流动性,进而促进了碳烟的催化燃烧。     

大孔钙钛矿型氧化物催化剂制备及其对碳烟燃烧的催化性能

采用有机络合和溶液燃烧相结合的方法制备了La_1-xK_xFe_1-yCo_yO₃ (x=0, 0.1;y=0, 0.5)催化剂,通过X射线衍射（XRD）、傅立叶红外吸收光谱（FT-IR）和扫描电镜等分析手段对La_1-xK_xFe_1-yCo_yO₃ 催化剂进行了表征。结果表明,制备的催化剂为钙钛矿型复合氧化物,具有蜂窝状大孔结构,平均孔径大于50 nm。采用超声辅助的方法让碳烟颗粒扩散到催化剂孔道内,利用程序升温反应技术评价了La_1-xK_xFe_1-yCo_yO₃ 催化剂对柴油车尾气中碳烟颗粒物的催化燃烧活性,结果表明,大孔钙钛矿催化剂具有较高的碳烟催化燃烧活性,与纯碳烟的燃烧峰值温度(Tm）相比,下降了（165~239） ℃。通过A位和B位离子的部分取代,可以使钙钛矿型氧化物催化剂的催化氧化性能进一步提高,m降低超过70 ℃。     

Pd/MgAlO催化剂催化碳烟燃烧的研究

采用浸渍法合成了Pd负载的MgAlO水滑石基复合氧化物,通过NO2气氛的程序升温氧化(NO2-TPO)和预先存储氮氧化物(NOx)后程序升温氧化手段对催化剂催化碳烟燃烧的活性做了研究,同时通过氮氧化物程序升温脱附(NOx-TPD)对催化剂的存储氮氧化物的能力做了研究。结果表明:当有NO2参与碳烟反应时,催化剂催化碳烟燃烧的活性比以往在空气中的活性好,样品Pd/MgAlO存储NOx后再进行程序升温氧化发现催化碳烟燃烧的活性相比NO2气氛下的活性又有很大提高;预先存储NOx的Pd/MgAlO催化剂活性远远高于MgAlO,归因于催化剂负载Pd后NOx存储能力大大增强。     

不同A位取代Co基尖晶石纳米线阵列的合成及其催化碳烟消除的研究

采用水热法在泡沫镍基底上成功合成了3种A位取代的钴基尖晶石纳米线阵列催化剂(MCo-NW,M为Mn、Fe和Ni)用于催化消除碳烟。泡沫镍的三维大孔和纳米线之间的交叉大孔不仅降低了气体传质阻力，而且提高了催化剂和碳烟之间的接触效率。此外，Mn、Fe和Ni对Co₃O₄中A位的取代不仅提高了催化剂的氧化还原能力，而且加快了表面氧空位的生成和表面吸附氧的活化。因此，MCo-NW比Co-NW的催化碳烟性能更高，其中MnCo-NW因具有最多的高活性吸附氧物种和最高的氧化还原能力，从而表现出最高的碳烟催化活性。在NO/O₂/N₂气氛中，MnCo-NW的T₁₀为290℃,T₅₀为379℃,选择性为100%。     

Vm/MOx催化剂对柴油碳烟催化燃烧抗硫中毒性能的比较

用柠檬酸络合助溶的等体积浸渍法制备了不同载体(γ-Al2O3 、SiO2 、TiO2、ZrO2和CeO2)负载的系列钒氧化物催化剂,使用红外光谱对催化剂硫中毒老化后的结构进行表征,采用程序升温氧化反应技术评价了硫老化后的催化剂对柴油碳烟催化燃烧的活性.结果表明,负载钒基氧化物催化剂硫老化后,催化剂表面主要以亚硫酸盐物种...     

灰分活化杏叶合成多孔碳材料及其催化胺氧化

生物质因其丰富的组成和结构是合成多孔碳材料的良好前驱体,在生物质基碳材料的制备过程中,通常需要加入活化剂来增加其孔结构,这些活化剂腐蚀设备,污染环境,不利于绿色化学的发展。研究发现,生物质杏叶中的灰分对其衍生碳材料的孔结构的形成具有重要作用,在一定程度上,灰分可显著调控碳材料的比表面积和孔容,是活化剂的良好替代品。另外,在胺氧化合成亚胺的反应中,灰分也可显著改善杏叶基多孔碳材料的催化性能。     

同时去除碳烟颗粒物和氮氧化物催化剂研究进展

针对柴油车尾气排放的两大主要污染物碳烟颗粒物和氮氧化物的同时催化去除,综述了贵金属催化剂、单一金属氧化物和复合金属氧化物催化剂的研究进展,并提出了该催化研究领域存在的主要问题及发展方向.     

碳烟催化燃烧催化剂Mn/K2Ti8O17的制备、表征与催化性能

针对柴油机尾气中碳烟颗粒的污染问题,设计开发了系列不同MnO_x负载量的碳烟催化剂Mn/K_2Ti_8O_(17)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)及碳烟程序升温还原(soot-TPR)等技术对催化剂的结构和氧化还原性能进行了表征,并利用程序升温氧化系统考察其碳烟催化活性。结果表明,载体K_2Ti_8O_(17)自身具有高活性,负载MnO_x后活性进一步提高,MnO_x最适宜的负载量为10%(质量分数,下同)。产生高活性的原因是催化剂表面MnO_x颗粒分布较均匀,与载体发生了强相互作用,产生了较多Mn~(4+)。Mn~(4+)在氧化还原循环中起重要的作用,所以较多的Mn~(4+)提高了催化剂的氧化还原能力。10%Mn/K_2Ti_8O_(17)活性高的另一原因是表面活性氧(表面吸附氧)较多,氧物种流动性较好,可以很快地补充燃烧过程中消耗的吸附氧物种,从而提高反应速率。     

La1-xAgxCoO3钙钛矿催化剂的制备及烟碳颗粒催化燃烧性能

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备La_1-xAg_xCoO₃系列钙钛矿催化剂,并对催化剂进行XRD和H₂-TPR表征。XRD结果表明,LaCoO₃钙钛矿中掺杂Ag,部分Ag进入晶格,同时部分Ag以单质形式存在于钙钛矿表面。H₂-TPR结果表明,Ag的掺杂有利于提高LaCoO₃催化剂的低温还原性能。在此基础上,考察催化剂在紧密接触条件下对标准碳和烟碳的催化燃烧性能,发现LaCoO₃钙钛矿可降低标准碳的起燃温度,在LaCoO₃催化剂中掺入Ag,标准碳的燃烧温度进一步降低。催化剂对标准碳的催化燃烧活性随着Ag添加量的增加而逐渐增加。La_1-xAg_xCoO₃催化剂对烟碳的催化燃烧具有较好活性,但Ag含量对催化剂在烟碳催化燃烧中的活性影响较小。为了在烟碳催化燃烧性能和降低卷烟燃烧温度之间建立关联,将催化剂添加到烟丝表面,考察催化剂的添加对卷烟最高燃烧温度的影响,结果表明,当催化剂添加量为烟丝质量的5%时,卷烟的最高燃烧温度可降低28 ℃。     

Pd／C及Pd—Bi／C催化剂制备及催化氧化性能研究

对Ｐｄ／Ｃ及Ｐｄ－Ｂｉ／Ｃ催化剂的制备方法及空气氧化葡萄糖制葡萄糖酸钠进行了研究。试验结果表明，Ｐｄ－Ｂｉ共浸方法制备的催化剂活性最好。在５０￣５５℃、ｐＨ９￣１０、葡萄糖浓度为１０％￣２０％时，使用Ｐｄ－Ｂｉ／Ｃ催化剂反应２．５ｈ转化率为９７％，选择性达９９％以上；与此相比，使用Ｐｄ／Ｃ催化剂则需要４．５ｈ才达到此转化率。在反应过程中，发现在反应速率与时间关系中，存在着“振荡”现象，此现象是由于