纳米CuO/CoFe2O4-TiO2模拟太阳光降解亚甲基蓝的性能

采用溶胶-凝胶法制备CuO/CoFe2O4粒子,并与P25复合制备纳米催化剂CuO/CoFe2O4-TiO2.通过模拟太阳光催化降解亚甲基蓝,对催化剂活性进行研究,采用SEM、TEM、XRD和UV-Vis DRS方法对催化剂进行表征.结果表明,CuO/CoFe2O4粒子均匀分散在P25微粒表面,平均粒径为60 nm.并...     

发泡镍负载CuO/ZnO/Al2O3对甲醇水蒸汽重整的催化作用

以三维网状多孔发泡镍为载体，制备了负载CuO/ZnO/Al₂O₃的催化剂，研究了催化剂对甲醇水蒸汽重整制氢气的催化作用，考察了催化剂的制备方法、重整反应温度、催化反应器液体空速对催化反应以及催化剂稳定性的影响。结果表明，通过预先在发泡镍上包覆一层Al₂O₃，能够提高催化剂负载的均匀性，所制备的催化剂具有很好的低温初活性和选择性。在反应温度为220 ℃，液体空速为7.2 h^-1的条件下，甲醇初始转化率为98.36%，CO₂选择性为98.4%，产品气中CO摩尔分数为0.41%。通过40 h的连续实验，甲醇转化率始终维持在80%以上，产品气中CO摩尔分数保持在0.5%，CO2的选择性维持在98%。     

TiO2纳米管光催化分解水产氢研究新进展

介绍了TiO2纳米管光催化产氢的机理和特点,综述了国内外提高TiO2纳米管光催化产氢性能方法的新进展,指出了利用可见光是未来光催化产氢的主要研究方向,并且展望了TiO2纳米管产氢研究的发展趋势。     

CuO/TiO2纳米纤维可见光催化CO2合成甲醇

以介孔SiO_2球为模板、TiCl4为前驱体,采用气相生长法制备了直径为8～10nm的TiO_2纳米纤维,然后采用浸渍法制备了具有异质结结构的CuO/TiO_2纳米纤维,在可见光照射下催化CO_2合成甲醇。通过SEM、TEM、XPS、UV-Vis、XRD、荧光光谱(PL)对催化剂进行了表征。结果表明:TiO_2纳米纤维较锐钛矿TiO_2纳米颗粒和商业TiO_2纳米颗粒(P25)荧光强度明显降低,光生电子-空穴对更加稳定。通过在TiO_2纳米纤维上负载CuO形成异质结结构后,进一步降低了催化剂的荧光强度,也增强了在可见光区的吸收。在300 W氙灯照射5 h进行光催化CO_2合成甲醇实验中,P25负载CuO后,催化合成甲醇产量为676μmol/g-cat,而负载了CuO的TiO_2纳米纤维,甲醇产量达1791μmol/g-cat,较CuO/P25提高了165%。     

Hydrogen production from steam reforming of methanol over CuO/ZnO/Al2O3 catalysts: Catalytic performance and kinetic modeling

A series of CuO/ZnO/Al_2O_3, CuO/ZnO/ZrO_2/Al_2O_3 and CuO/ZnO/CeO_2/Al_2O_3 catalysts were prepared by coprecipitation and characterized by N_2 adsorption, XRD, TPR, N_2O titration and HRTEM. The catalytic performances of these catalysts for the steam reforming of methanol were evaluated in a laboratory-scale fixed-bed reactor at 0.1 MPa and temperatures between 473 and 543 K. The results showed that the catalytic activity depended greatly on the catalyst reducibility and the specific surface area of Cu. An approximate linear correlation between the catalytic activity and the Cu surface area was found for all catalysts investigated in this study.Compared to CuO/ZnO/Al_2O_3, the ZrO_2-doped CuO/ZnO/Al_2O_3 exhibited higher activity and selectivity to CO,while the CeO_2-doped catalyst displayed lower activity and selectivity. Finally, an intrinsic kinetic study was carried out over a screened CuO/ZnO/CeO_2/Al_2O_3 catalyst in the absence of internal and external mass transfer effects. A good agreement was observed between the model-derived effluent concentrations of CO(CO_2) and the experimental data. The activation energies for the reactions of methanol-steam reforming, water-gas shift and methanol decomposition over CuO/ZnO/CeO_2/Al_2O_3 were 93.1, 85.1 and 116.5 k J·mol~(-1), respectively.     

Au/La2O3/TiO2催化甲醇水蒸汽重整制氢

用沉积-沉淀法制备了Au/La2O3/TiO2催化剂,考察了制备条件和反应条件对催化剂活性的影响,并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对催化剂进行了表征. 结果表明La2O3的加入可使催化剂催化甲醇水重整的催化活性明显提高,且明显降低产物气体中CO和CH4的含量,使氢气选择性明显增加. 当nH2O/nCH3OH=1.0、液体进料空速WHSV=3.42 h-1、反应温度为275℃时,Au/La2O3/TiO2催化剂催化甲醇水蒸汽重整制氢反应的效果最佳.     

Cu2O/CuO/Cu电极光电催化还原CO2

利用表面氧化法在铜基底上制备CuO纳米带(CuO NRs),通过电化学法将Cu_2O沉积到CuO NRs上,得到复合电极Cu_2O/CuO/Cu。借助X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对Cu_2O/CuO/Cu复合电极的结构进行了表征。通过线性扫描伏安法(LSV)、光电流-时间测试、电化学阻抗测试对Cu_2O/CuO/Cu复合电极光电催化CO_2性能进行了考察。借助变色酸分光光度法来测定CO_2光电还原产物。结果表明:氧化铜在铜基底上呈纳米带生长;复合电极Cu_2O/CuO/Cu对CO_2有较强的光响应性,表现出优异的光电催化性能;Cu_2O/CuO/Cu复合电极光电催化还原CO_2的主要产物是甲醇,在0.1 mol/L NaHCO_3溶液中光电催化6 h后,甲醇质量浓度为32.2mg/L。     

甲醇水蒸汽重整制氢Au/TiO2催化剂

采用沉积-沉淀法制备了一系列Au/TiO2催化剂,考察了Au负载量、焙烧温度以及助剂等因素对甲醇水蒸汽重整制氢反应催化性能的影响;并利用XRD, TEM对催化剂进行了表征. 结果表明,制备条件对催化性能有明显影响;Au负载量为5%(w)时所得催化剂活性较好;助剂NiO可使催化剂催化甲醇水重整的催化活性明显提高;100℃烘干未焙烧制得的催化剂活性最好;TEM结果显示,NiO的加入使载体TiO2颗粒分散度提高,Au粒粒度变小.     

Pt/TiO2上的污染物降解耦合光解水制氢研究

以三乙胺和乙醚为目标污染物,研究了Pt/TiO₂上光催化分解水产氢和污染物同时降解的光催化反应。研究了作为电子给体的污染物浓度对光解水制氢反应的影响,污染物本身的降解规律符合Langmuir-Hinshelwood准一级动力学方程。使用拉曼光谱仪和紫外-可见光分光光度计对降解产物浓度进行了表征,讨论了可能的降解反应机理。     

H4SiW12O40/TiO2-ZrO2的制备及光催化降解甲基橙的研究

采用浸渍法制备了H4SiW12O40/TiO2-ZrO2光催化剂,以光催化降解染料废水甲基橙为探针反应,探讨了催化剂投加量、溶液pH值对光催化降解效果的影响以及催化剂的重复使用性。结果表明,H4SiW12O40/TiO2-ZrO2催化剂具有更优越的光催化性能,当催化剂的用量为1.8 g/L,甲基橙溶液初始浓度为10 mg/L,pH=4时,反应4 h后甲基橙的降解率可达90%以上。     

提高TiO_2可见光分解水制氢活性的研究进展

近年来通过能带调控等手段实现TiO2光催化剂的可见光化被广泛研究,并取得了令人注目的进展。综述了提高TiO2可见光产氢活性各种手段,包括金属沉积、金属离子掺杂、染料敏化、阴离子掺杂和半导体复合等的研究进展情况,并对未来的研究方向作了展望。     

微乳液法制备纳米SiO2/TiO2及其光催化性能

以无机物聚合硅酸为硅源、硫酸钛为钛源,采用微乳液法制备了SiO2/TiO2复合光催化剂,考察了制备条件对SiO2/TiO2光催化活性的影响,并利用SEM、FTIR、XRD和BET等技术手段对光催化剂进行了表征。结果证明,SiO2和TiO2颗粒之间存在着强的相互作用,形成了Ti-O-Si键,从而抑制了TiO2粒径的增大,延缓了TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。对甲基橙等染料的光催化降解实验结果表明,SiO2/TiO2的光催化活性并非随着TiO2的含量增加而提高,当硅与钛物质的量比为1∶1并在160℃的温度下水热合成2.5 h时,SiO2/TiO2光催化剂在紫外光照15 min后对甲基橙的脱色率为85.5%,与同等条件下制备的TiO2相比具有更好的光催化活性和更大的比表面积。     

金红石相含量对混晶纳米TiO2光催化分解水制氢的影响

合成了不同金红石相含量的纳米TiO2,并研究了其光催化分解水制氢的活性.结果表明,未沉积Pt时,纯锐钛矿TiO2活性最高,金红石相含量的增加导致TiO2活性下降并在下降过程中出现波动.沉积Pt后,TiO2产氢速率随金红石相含量的增加先增后减,在金红石相质量分数为9.7%时达到最高,为40.35 mmol/(gcat·h).首次提出了金红石相含量时混晶纳米TiO2光催化分解水制氢活性的影响机理.     

TiO2光催化脱H2S的应用

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2及掺杂改性TiO2,其中掺杂了过渡金属（Fe、Ni、Cu、Zn）,稀土金属（La、Ce）,贵金属（Ag）及非金属（N）,应用提拉法在载玻片上镀膜,进行光催化脱H2S实验。考察TiO2光催化脱H2S率。实验从不同离子、掺杂浓度、光照时间等因素考察TiO2光催化脱H2S性能的影响。结果表明：掺杂Fe,Ni,Cu,Zn,La,Ce,Ag及N的TiO2光催化脱H2S最佳掺杂量分别为0.7%,5.0%,4.0%,1.0%,3.0%,2.0%,1.0%和300%（均为TiO2摩尔分数）,其中0.7%Fe-TiO2,脱H2S率达97%。     

氧化铈形貌对甲醇水蒸气重整制氢CuO/CeO2催化剂性能的影响

采用简单的改变焙烧气氛的方法改变水热法合成的CeO2纳米材料的形貌,得到的CeO2纳米材料再通过浸渍法制备CuO/CeO2催化剂,并将其应用于甲醇水蒸汽重整制氢反应。采用SEM、XRD、BET、H2-TPR、N2O滴定和XPS等对催化材料进行了表征,着重探讨了氧化铈形貌对催化剂结构、性质和性能的影响。结果表明,纳米棒状结构的CeO2负载CuO后得到的CuO/CeO2催化剂性能最佳,这主要是因为纳米棒状结构的CeO2与CuO的相互作用较强,表面存在较多的晶格缺陷和氧空穴,进而使得CuO/CeO2催化剂表相Cu含量增加,Cu物种的还原温度较低,催化活性较好。当反应温度为260 °C、水醇物质的量比为1.2、甲醇气体空速为800 h-1时,甲醇转化率可达100%,重整气中CO摩尔含量为0.16%。     

石英砂负载纳米TiO_2薄膜处理印染废水的实验研究

采用石英砂负载纳米TiO2薄膜,在3种不同的光源下对印染废水进行光催化处理。选取光照时间、印染废水pH值、初始CODCr值和H2O2(30%)投加量4个因素分别进行平行实验,以CODCr和色度的去除率为评价指标,确定了各个因素的最佳值。实验结果表明,光源和光强对印染废水的光催化降解效率有很大影响,印染废水在自然光下CODCr最高去除率为10.2%,而在低压和高压紫外光时去除率相近,最高可达43.4%;但CODCr去除率相近时,低压紫外光的光照时间为4 h,高压紫外光仅为40 min。高压紫外光下进行动态实验,实验结果表明,40 min时CODCr去除率达到77.3%,此值远远大于静态实验的CODCr去除率。     

Enhanced hydrogen production from aqueous methanol solution using TiO2/Cu as photocatalysts

The photocatalytic hydrogen production from aqueous methanol solution using titanium dioxide (TiO₂) was investigated in the addition of metal particles including copper, lead, tin, and zinc. The results show that only the addition of copper particles enhances the hydrogen production. The copper usage and reaction temperature were further optimized for TiO₂/Cu photocatalyts. Under the optimal conditions, the hydrogen production using TiO₂/Cu as photocatalysts is approximately 68 times higher than that obtained with only TiO₂.