用于高性能单Pd三效催化剂的复合组分Ce_xZr_(1-x)O_2材料的制备（英文）

用简单的顺序沉淀法制备了两种具有混合组分的CeO_2-ZrO_2材料。用X射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman),X射线光电子能谱(XPS),氮气吸附-脱附,氢气程序升温还原(H_2-TPR)和储氧量(OSC)研究了不同组合形式对负载的单Pd催化剂性能的影响。结果表明,两个混和组分的催化剂结构和织构性能都得到了改善。由于贵金属和载体材料之间以及载体材料内部各组分之间的强相互作用,组合的结构促进了Ce~(3+)和晶格缺陷的形成,提高了氧的移动性,并且相应的催化剂老化前后对于CO、C_3H_8和NO的转化都具有较宽的窗口范围,说明这种具有混合组分的载体材料在汽油车尾气净化方面具有良好的应用前景。     

Pd-P/g-C3N4催化剂的优化制备及在甲酸分解制氢中的应用

以氮化碳(g-C₃N₄)为载体，采用液相还原法制备了一系列Pd-P/g-C₃N₄催化剂用于甲酸分解制氢，通过优化还原温度和活性组分负载量可以显著提高催化剂性能。采用X射线衍射仪、透射电子显微镜和X射线光电子能谱仪对催化剂的晶相结构、微观形貌、活性组分分布以及价态进行分析，并通过甲酸分解制氢实验测试了催化剂的甲酸分解制氢活性。结果表明：使用次磷酸钠还原剂需要在较高还原温度(90℃)才能实现Pd-P活性组分在g-C₃N₄载体表面的高度分散，获得较小的纳米粒子，过高或过低的还原温度都不利于制备高性能催化剂。当Pd负载量为8.0%(质量分数)时，2-Pd-P/g-C₃N₄催化剂表现出最佳催化性能，通过动力学研究和Arrhenius方程计算得到该催化剂的甲酸分解活化能为33.83kJ/mol。     

V2O5-MoO3/TiO2催化剂的NH3-SCR性能：载体的影响

采用浸渍法制备了一系列V-Mo/TiO₂催化剂，主要考察了TiO₂载体的晶型结构(金红石相、锐钛矿相以及两者混合相)和平均颗粒尺寸对催化剂NH₃-SCR性能的影响，并利用SEM、XRD、Raman、BET、H₂-TPR、NH₃-TPD等方法对催化剂的理化性质及结构进行了表征。结果表明：平均颗粒尺寸较小的催化剂拥有高比表面积和孔容积，有利于活性组分VO_x的负载和沉积，从而有利于催化剂脱硝性能的提升。锐钛矿晶型载体的V-Mo/Ti-A1催化剂因拥有优异的比表面积、氧化还原能力和丰富的酸性位点而具有最佳的脱硝性能；同时混合晶型载体的V-Mo/Ti-P25催化剂在180～320℃的脱硝活性接近100%。     

直接热分解法制备单相Pd-Fe合金催化剂及电催化氧还原活性

以醋酸钯和醋酸亚铁为前驱体, 采用直接热分解法制备了碳载Pd₃-Fe₁(Pd₃-Fe₁/C)催化剂。用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂进行了表征, 用循环伏安法和线性扫描伏安法研究了催化剂对氧的电催化还原性能。结果表明, 制备的Pd₃-Fe₁/C复合催化剂具有单相均一的合金结构, Fe进入Pd晶格改变了Pd电子结构和结构常数。电化学数据表明, Pd₃-Fe₁/C对氧还原比Pd/C催化剂有更高的电催化性能。     

低负载量Pd/CeO2/γ-Al2O3催化剂用于低温催化氧化VOCs

采用直接吸附法制备了Pd负载量为0.03% (质量分数)的Pd/γ-Al₂O₃和Pd/CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂, 并用于评价VOCs的催化氧化性能。通过X射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)等对催化剂的结构和表面性能进行了表征。结果表明, 在VOCs体积分数为0.1%, 空速(GHSV)为18000 mL/(g·h)条件下, Pd/CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂上甲苯、丙酮和乙酸乙酯实现98%转化率的温度分别为205、220和275 ℃, 比Pd/γ-Al₂O₃分别降低了15、15和20 ℃, 而且即使在较高的气体空速下, Pd/CeO₂/ γ-Al₂O₃催化剂仍能展现出优异的催化氧化性能, 且具有很好的稳定性和选择性。氧化铈的加入对材料的物理化学性质和催化活性有一定的影响, 其中Pd/CeO₂/γ-Al₂O₃含有Ce ³⁺和高含量的PdO, 活性物种主要以PdO形式均匀地分散在载体γ-Al₂O₃表面。另外, PdO与非化学计量的CeO₂之间的金属-载体相互作用增强了Pd/CeO₂/γ-Al₂O₃催化氧化性能。     

氧还原电催化剂Pt/WO3-C的制备及稳定性研究

采用化学沉淀法由HCl-Na₂WO₄制备WO₃-C复合载体, 通过微波辅助乙二醇还原法制备Pt/WO₃-C复合载体催化剂。研究了WO₃含量以及热处理温度对Pt/WO₃-C催化剂性能的影响, 采用X射线衍射、透射电子显微镜和能量散射光谱对Pt/WO₃-C的物化结构和组成进行了表征。结果表明, WO₃的最佳含量为10wt%, N₂气氛中热处理适宜温度为250℃。所制备的Pt/WO₃-C催化剂中WO₃以单斜晶型存在, Pt颗粒的平均粒径为2.77 nm。通过循环伏安法和单体质子交换膜燃料电池极化曲线测试了Pt/WO₃-C催化剂的电化学性能, 证实了Pt与WO₃之间存在协同催化作用, 与Pt/C催化剂相比, Pt/WO₃-C的催化活性和稳定性都有明显改善。     

鸟巢状CuCeZrOx三元复合氧化物的合成及其对碳烟颗粒的催化氧化性能研

采用尿素均相沉淀法合成了CuCeZrO_x(CCZ)三元复合氧化物催化剂。采用X射线衍射分析(XRD)、N₂-吸脱附测试、X射线光电子能谱(XPS)、扫描透射电镜(STEM)、程序升温还原(脱附、氧化)等技术, 考察煅烧温度对催化剂的物化性质和催化碳烟燃烧活性的影响。结果表明: 350℃煅烧产物CCZ-350表现出最优的催化活性: 在空速为12000 mL/(g_catalyst·h), O₂浓度为10vol%, NO浓度为500×10^-6, 催化剂和碳烟以10︰1质量比松散接触条件下, 碳烟颗粒最大燃烧速率温度T₅₀ = 407℃, 同时表现出极佳的抗水汽中毒和抗SO₂中毒性能, 这与活性组分的高度分散以及催化剂表面大量高活性吸附氧物种的存在有关。此外, 催化剂材料具有疏松多孔的鸟巢状结构, 有利于催化剂和碳烟颗粒的充分接触。该催化剂在柴油车尾气排放温度范围内(150~400℃)还能完全催化氧化柴油车尾气中CO、C₃H₆和C₃H₈等其他污染物, 显示出优异的催化净化柴油车尾气的综合性能。     

四氧化三钴及掺杂材料电催化性能的研究进展

综述了Co₃O₄及掺杂材料的性质、结构和电催化性能。Co₃O₄中的钴离子是Co²⁺和Co³⁺的混合价。由于Co₃O₄具有独特的尖晶石晶体结构，有利于Co²⁺和Co³⁺离子之间的电子传导，具有空电子轨道且易实现晶格氧化可作为氧还原反应(ORR)催化剂。综述了Co₃O₄的电催化性能的影响因素主要由其表面积和电子态决定，表面积通过调整纳米结构的大小和形貌来调节，电子态可以通过掺入第三种元素或氧空位来调控。综述了Co₃O₄掺杂不同材料后均表现出优异的催化性能与良好甲醇耐受性。Co₃O₄与Pd掺杂可以提高金属Pd在载体表面的分散性，降低金属颗粒团聚；Co₃O₄与P的组合使催化剂的内在活性增强；Co_...     

宏量制备层状Ti3C2及其超级电容的性能

将钛粉、铝粉、石墨粉和少量锡粉混合,用原位烧结技术宏量制备高纯度前驱体材料Ti₃AlC₂,再以浓氢氟酸为刻蚀剂进行选择性刻蚀,改变刻蚀时间宏量制备出层间距可调节的层状剥离Ti₃C₂。使用X射线衍射和场发射扫描电子显微镜分别表征了Ti₃AlC₂和Ti₃C₂的结构和层间距微观形貌,并对用Ti₃C₂制成的电极进行了电化学性能测试分析。结果表明,相比其它在相同条件下制备的电极其比容量大幅度提高,且具有良好的超级电容性能。     

石墨烯负载四硫化三钴复合物氧还原催化剂的制备与性能

选取二氯化钴和硫脲为钴源和硫源,以自制的还原氧化石墨烯(rGO)为载体,采用回流法在乙二醇溶剂中一步合成出Co₃S₄/rGO复合物。利用X射线衍射、扫描电镜和拉曼光谱(Raman)等手段对催化剂进行结构与形貌表征。结果表明:Co₃S₄/rGO样品中生成了具有立方结构的Co₃S₄细小晶粒,生长在rGO上的Co₃S₄晶粒发生聚集,具有较好的分散性。Co₃S₄/rGO的拉曼谱图的峰强比(I_D/I_G)为0.92,Co₃S₄对石墨烯结构无明显影响,石墨烯起到载体作用。在0.5mol/L H₂SO_4电解液中,线扫伏安测试表明,Co₃S₄/rGO催化剂具有良好的氧还原催化性能,氧还原起始电位为0.75V(vs.RHE),在动力学电位区,Tafel斜率和传递系数分别为119.5mV和0.49,氧分子在Co₃S₄/rGO催化剂上按四电子机理直接还原成水。     

氧化还原沉淀法制备MnO2/MWCNTs催化剂及其低温SCR活性

先用十二烷基硫酸钠(SDS)对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行表面改性, 然后采用氧化还原沉淀法制得一系列的MnO₂/MWCNTs催化剂。考察了催化剂在80~180℃的选择性催化还原(SCR)反应活性, 并通过BET、XRD、FESEM、TEM、XPS和H₂-TPR等表征手段对催化剂的结构及性能进行分析。结果显示, MnO₂/MWCNTs催化剂在空速210 L/(g_cat·h)和温度140~180℃条件下, 脱硝效率达到85%~100%, 这明显优于等体积浸渍法制备的催化剂的低温SCR催化活性, 且10% MnO₂/MWCNTs催化剂的活性最优。分析结果表明, MnO₂/MWCNTs催化剂中MnO₂以纳米片状均匀分散在多壁碳纳米管载体表面; 弱结晶性的结构和高价锰, 较高的表面吸附含氧量及较强的低温区氧化还原能力是10% MnO₂/MWCNTs催化剂具有优异低温SCR活性的原因。另外, 和MnO_x/MWCNTs催化剂相比, 10% MnO₂/MWCNTs催化剂表现出良好的抗水和抗硫性能。     

Effects of inductively coupled plasma conditions on the etch properties of GaN and ohmic contact formations

In this study, n-GaN was etched using inductively coupled Cl₂/H₂ plasmas and the effects of plasma conditions on the etch properties, surface composition and ohmic contact formation were investigated as a function of gas composition using OES (optical emission spectroscopy), SEM (scanning electron microscope), XPS (X-ray photoelectron spectroscopy), AES (Auger electron spectroscopy) and TLM (transmission line method). The addition of hydrogen to Cl₂ plasma decreased GaN etch rate and changed the surface composition from Ga-rich to N-rich. Etched profiles were near vertical with a smooth sidewall, however, the pure Cl₂ case showed the most anisotropic etch profile. Specific contact resistivity was increased with increasing hydrogen percent in Cl₂/H₂, however, most of contact resistivities of the contacts fabricated on the GaN etched with Cl₂/H₂ (≤75% H₂) were less than those fabricated on the non-etched GaN.     

陈化体系中醇对Ce0.65Zr0.35O2及其负载的单Pd催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了Ce_0.65Zr_0.35O₂(CZ)储氧材料, 分别以乙醇-水、丙醇-水、乙二醇-水、丙三醇-水体系对沉淀物进行陈化, 研究了醇的种类对CZ及其负载的单Pd催化剂性能的影响。对CZ进行了扫描电镜(SEM), N₂-吸脱附分析, 对Pd/CZ进行了粉末X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、储氧量 (OSC)和程序升温还原( H₂-TPR)的表征, 并考察了三效催化性能。结果表明, 醇的种类对CZ及Pd/CZ的性能有显著影响。在乙醇-水和丙醇-水陈化体系中制备的CZ分散性高, 颗粒堆积松散, 比表面积和孔径大, 孔容高, 且具有优异的热稳定性, 其中丙醇-水陈化体系中制备的CZ老化后比表面积和孔容分别可达28 m²/g和0.1 mL/g, 具有最高的热稳定性, 其负载的单Pd催化剂在老化后对C₃H₈、CO和NO转化显著优于乙二醇-水和丙三醇-水陈化体系中制备的CZ所制备的催化剂。     

尖晶石型AFe2O4催化剂的制备及其催化燃烧甲苯的研究

通过溶胶-凝胶-自蔓延燃烧法制备尖晶石型AFe₂O₄(A=Cu, Co, Ni, Mg, Zn)催化剂, 以甲苯为VOCs模拟气, 考察AFe₂O₄催化剂对VOCs的催化燃烧活性, 并采用XRD、N₂吸附-脱附、SEM、TEM、H₂-TPR、XPS对催化剂进行表征分析。结果表明: AFe₂O₄表现出较好的催化燃烧活性, 其中CuFe₂O₄的催化燃烧活性最佳, 起燃温度(T50)和完全燃烧温度(T90)分别为188℃、239℃。AFe₂O₄具有明显的片状尖晶石晶体, 并形成以介孔为主的多级孔结构, 该特点为催化剂提供了大量表面活性位。A位元素种类对其催化燃烧活性影响较大, 当A位元素为Cu时, Cu的H₂还原峰面积远大于其他元素, H₂还原温度仅为289℃, 表面亲电子氧和氧空位浓度占氧元素总量(O_ele/O_1S)的36%。CuFe₂O₄为片状反尖晶石晶型, 晶格体积仅为0.294 nm³, 并伴有CuO和α-Fe₂O₃物种。以介孔为主的多级孔结构、特有的片状反尖晶石晶型以及该晶型与CuO和α-Fe₂O₃的协同作用是CuFe₂O₄催化燃烧活性提高的主要原因。     

氧化铈空心球可控合成及其对Pt基催化剂电催化性能的影响

采用水热合成法, 以碳球为模板, 改变焙烧升温速率, 控制影响铈物种的扩散、渗透及碳球结构的收缩率, 制备了单、双壳层CeO₂空心球。通过微波辅助乙二醇还原氯铂酸法制备了Pt-CeO₂/RGO催化剂, 研究了CeO₂空心球的添加对Pt基催化剂电催化性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、比表面积及孔径分析仪(BET)、扫描电镜(SEM)和电子能谱(EDAX)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对CeO₂及催化剂的微观结构进行了表征, 利用电化学工作站对催化剂进行电化学性能测试。结果表明: 单、双壳层CeO₂空心球的比表面积为124.44 m²/g、140.95 m²/g, 孔容为0.014427 cm³/(g·nm)、0.018605 cm³/(g·nm), 孔径分布在2~4 nm范围内。催化剂中的CeO₂保持原有的球状形貌, Pt纳米粒子主要分布在CeO₂附近; 当RGO∶CeO₂=1∶2时, 添加了双壳层CeO₂空心球的Pt-CeO₂/RGO催化剂的电催化性能最优, 电化学活性表面积为94.27 m²/g, 对乙醇氧化的峰电流密度值为613.54 A/g, 1000 s的稳态电流密度值为135.45 A/g。     

固相化学法制备纳米Ce0.75Zr0.25O2粉体的表征及应用（英文）

以Ce2(CO)3,ZrOCl2.8 H2O和H2C2O4.2 H2O为原料,第一次成功地采用了机械力活化固相化学法制备纳米Ce0.75Zr0.25O2粉体。以XRD、TEM分析及XPS等测试手段对Ce0.75Zr0.25O2粉体的结构和形貌进行了表征,结果表明,产物为单一立方相的球形粉体,平均粒径小于20nm,比表面积为85.4m2/g。通过TG-DTA分析,对合成过程中可能发生的化学反应机理进行了分析。对Ce0.75Zr0.25O2氧化物固溶体在三效催化剂中的活性进行了评价。     

CeO2修饰Mn-Fe-O复合材料及其NH3-SCR脱硝催化性能

氨选择性催化还原(NH3-SCR)技术需要进一步研发在相对较低温度(<300℃)下具有良好催化活性、高稳定性及环境友好的脱硝催化材料。本工作采用草酸共沉淀法制备Mn-Fe-O催化材料,并对其进行不同含量CeO2修饰,用于低温NH3-SCR脱硝催化反应。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、程序升温还原或脱附(H2-TPR、NH3-TPD)等手段对催化剂进行了表征。催化结果表明,在相同反应条件下适量CeO2修饰后的Mn-Fe-O样品比纯Mn-Fe-O表现出更优异的NH3-SCR脱硝催化性能,在80℃时NO转化率在95%以上,且具有较高的N2选择性。CeO2修饰提高了Mn-Fe-O氧化物表面的Fe^3+、Mn^3+和Mn4+含量及表面酸性位点数量,从而有助于NH3的吸附及催化反应的进行,并且Fe^2+/Fe^3+、Mn^2+/Mn^3+/Mn^4+以及Ce^3+/Ce^4+电子对之间的相互氧化还原反应提高了催化剂的氧化还原能力及稳定性。     

溶液燃烧法制备Ni-Al2O3催化剂用于CO2-CH4重整研究

采用溶液燃烧法制备了Ni含量为2wt%、4wt%、6wt%、8wt%和10wt%系列催化剂, 并对反应前后催化剂进行N₂吸附-脱附、XRD、H₂-TPR、TPH、Raman、TEM和TG-DTG等表征。与等体积浸渍法(以溶液燃烧法制备的Al₂O₃为载体)制备的催化剂相比, 溶液燃烧法制备的催化剂具有较大的比表面积, 孔径分布可分为2~4.5 nm和4.5~10 nm两段, 属典型的多级孔结构; NiO高度分散在载体上, 与载体具有较强的相互作用, 这种相互作用有利于提高催化剂的稳定性。催化剂210 h稳定性试验表明, 溶液燃烧法制备的Ni含量为8wt%试样的CH₄转化率维持在90%左右, 失活速率仅为0.035%/h, 优于浸渍法制备的相同Ni含量催化剂。     

缺陷对β-Ga2O3薄膜的结构和光学特性的影响

采用射频磁控溅射技术和后期退火在蓝宝石衬底上成功制备了β-Ga₂O₃薄膜。借助于X射线衍射(XRD)、拉曼散射光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、以及二次离子质谱(SIMS)研究了缺陷对β-Ga₂O₃薄膜的结构和光学特性的影响。结果表明,未退火的Ga₂O₃薄膜呈现非晶态,随高温退火时间逐渐增加,非晶Ga₂O₃薄膜逐步转变为沿(-201)方向择优生长的β-Ga₂O₃薄膜。所有Ga₂O₃薄膜在近紫外到可见光区的平均透过率都高达95%,β相Ga₂O₃薄膜的光学带隙比非晶态薄膜增加~0.3 eV,且随退火时间的增加,β-Ga₂O₃薄膜的光学带隙也随之变宽。此外,发现非晶Ga₂O₃薄膜富含氧空位缺陷,高温退火处理后,β-Ga₂O₃薄膜中的氧空位浓度明显降低,但蓝宝石衬底中的Al极易扩散至Ga₂O₃薄膜层,并随退火时间的增加Al浓度明显增加,氧空位的降低和Al杂质的增加是导致β-Ga₂O₃薄膜光学带隙变宽的主要原因。