磷钨酸掺杂二氧化钛光催化剂的吸附性能及光催化活性

以钛酸四丁酯和无水乙醇为原料,采用溶胶-凝胶法制备了磷钨酸掺杂二氧化钛(H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂)光催化剂,并利用XRD、SEM、DRS等对掺杂前后二氧化钛的结构进行了表征。在光催化实验初期的暗反应之后,发现H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂光催化剂的吸附效果很好。对H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂光催化剂的吸附性能进行了研究,结果表明,相比于Freundlich方程,Langmuir方程能更好地描述其吸附平衡。H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂光催化剂与纯TiO₂相比有更好的吸附性能,吸附时间为70 min的条件下H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂对亚甲基蓝(MB)的脱色率可达90%以上。通过自行设计的光催化反应器考察了光催化剂用量、磷钨酸掺杂量等因素对光催化降解MB性能的影响。结果表明:H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂在紫外和可见光区域有较强的吸收,对MB溶液具有更好的光催化降解效果,而且该复合材料有较高的循环回收利用率。     

Co3O4改性USY分子筛吸附和催化氧化甲苯特性研究

利用水热法合成Co₃O₄/USY复合材料,研究其对有机污染物甲苯的吸附和催化氧化特性,同时结合微波对Co₃O₄的精准加热特性,考察不同负载量Co₃O₄/USY在微波作用下的升温特性及催化甲苯氧化降解特性。结果表明,通过水热反应,Co₃O₄在USY表面形成多孔蜂窝状结构;负载Co₃O₄后的USY保持较高的吸附容量,Co₃O₄/USY-1.5m室温下的吸附容量为85 mg/g;Co₃O₄/USY在干、湿两种状态下均在325℃表现出优良的催化氧化特性、CO₂选择性和稳定性;Co₃O₄/USY能够与微波高效耦合,快速升温启动其催化作用,控制反应温度为250℃,发现微波诱导甲苯催化氧化过程的CO₂选择性优于常规催化,表明所制备Co₃O₄/USY复合材料具备吸附甲苯并进行微波快速再生协同有机污染物高效催化氧化降解的可行性。     

CeO2-ZnO/KIT-6催化剂在光催化吸附脱硫中的应用

光催化吸附脱硫技术在油品脱硫领域引起了极大的关注,具有高光催化活性和有机硫化物吸附能力的双功能材料的开发是关键。首次合成了3D介孔二氧化铈-氧化锌/KIT-6（CeO₂-ZnO/KIT-6）催化剂,并应用于二苯并噻吩（DBT）的光催化吸附脱硫。通过X射线衍射（XRD）、氮气吸附-脱附和透射电子显微镜（TEM）等手段对催化剂进行表征,并研究了催化剂在光照下对DBT的转化性能。实验结果表明,在没有额外添加氧化剂（例如氧气、过氧化氢或有机氧化剂）的情况下,CeO₂-ZnO/KIT-6具有很好的光催化脱硫能力,当二氧化铈质量分数为10%、氧化锌质量分数为15%时,催化剂CeO₂-ZnO/KIT-6对DBT的转化率可达90%,最大吸附量（以硫计）为8.1 mg/g。无氧化剂体系对于燃料的后续处理非常有利,并且可以明显降低脱硫成本。     

Ti3C2MXene纳米片制备、改性及其光催化应用研究

近年来,利用光催化缓解环境污染和能源短缺问题受到广泛关注。Ti₃C₂MXene作为一种新型二维材料,具有丰富的表面基团、多活性位点以及优异的光热和导电性能,在光催化应用研究上逐渐深入。本文概述了Ti₃C₂MXene纳米片的结构、光电特性及合成方法,讨论了二维Ti₃C₂纳米片及其改性材料的复合结构,重点分析了Ti₃C₂纳米片在新型有机污染物降解、水分解产氢和CO₂还原的光催化应用研究进展,对Ti₃C₂纳米片的深入研究提供一定的参考价值。     

g-C3N4/泡沫陶瓷的光催化烟气脱硫性能

采用XRD和FT-IR对制备的g-C₃N₄光催化剂进行表征,使用气固光催化反应器考察60 ℃条件下g-C₃N₄/泡沫陶瓷的SO₂光催化氧化性能,包括吸附性能和光催化脱硫活性。结果表明,负载g-C₃N₄光催化剂的泡沫陶瓷,对SO₂的吸附容量性能大大提高;g-C₃N₄/泡沫陶瓷在H₂O和O₂同时存在时的光催化脱硫活性最好,脱硫率86.9%。     

WO3/BiOCl0.7I0.3光催化剂的制备及其光催化降解机理

通过简单的煅烧法和原位沉淀法制备了WO₃/BiOCl_0.7I_0.3复合光催化材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等表征手段对合成材料的微观形貌、化学组成等进行表征。并通过可见光催化降解20mg/L盐酸四环素来评价材料的光催化性能,结果显示,WO₃/BiOCl_0.7I_0.3复合材料较单一的BiOCl_0.7I_0.3和WO₃具有更优的光催化性能,其中W与Bi摩尔比为1∶15时,复合材料具有最高的光降解率,可见光下60min达到最高值93.84%,且四次循环试验后仍具有较好的光催化活性。对自由基捕获试验结果及电子自旋共振光谱进行分析,明确了h⁺和·O₂^-为光催化主要活性物质,提出WO₃/BiOCl_0.7I<...     

用于水中有机污染物处理的Co3O4/TiO2/多孔炭复合材料

具有高吸附、强降解、易回收特性的新型功能材料在治理水中有机污染物上具有广泛的应用前景。本研究以多孔Ti基MOF材料NH₂-MIL-125(Ti)为前体,通过后修饰方法在孔洞中引入Co²⁺,再通过高温炭化制备得到Co₃O₄/TiO₂/多孔炭复合材料,并通过多种手段对复合材料进行了表征。实验用甲基橙模拟水中有机污染物,研究了复合材料对甲基橙的吸附性能、光催化降解性能及回收再利用能力。研究结果表明复合材料对甲基橙的吸附过程符合准二级动力学方程,其吸附能力随着复合材料中Co₃O₄含量先增加后减小,C120（5.23% Co₃O₄/48.72%TiO₂/多孔炭）具有最强的平衡吸附量,达到273.22mg/g_sample。同时该样品对甲基橙也具有较强的光催化降解能力,并且由于Co₃O₄的强磁性,可以很容易地通过外磁场从水中分离。本工作为应用于有机废水处理的新型功能材料的开发提供了实验依据。     

超顺磁催化剂H3PW12O40/Fe3O4@SiO2的制备、结构表征及在汽油烷基化脱硫中的应用

采用改进Stöber法制备超顺磁Fe₃O₄@SiO₂复合粒子作为催化剂载体,再通过浸渍法将H₃PW₁₂O₄₀（HPW）负载在Fe₃O₄@SiO₂载体上,制备了一系列超顺磁负载型催化剂HPW/Fe₃O₄@SiO₂。并使用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外（FT-IR）、氨的程序升温脱附（NH₃-TPD）、扫描电镜（SEM）、N₂吸附-脱附和振动样品强磁计（VSM）对催化剂进行表征。结果表明,HPW固定并均匀分散在Fe₃O₄@SiO₂载体上,40% HPW/Fe₃O₄@SiO₂催化剂具有较高的饱和磁强度 （30.1 emu·g^-1）和较大的比表面积 （303.6 m²·g^-1）,并可用外加磁场进行分离。采用40% HPW/Fe₃O₄@SiO₂催化噻吩与1-辛烯组成的模拟汽油的烷基化脱硫反应,在160℃下反应2 h,噻吩转化率达到85.5%,有较好的催化脱硫性能,且可以多次循环利用。     

Fe2O3/CoFe2O4复合光催化剂的制备及性能研究

本文以硝酸钴和氯化铁为主要原料制备了Fe₂O₃∕CoFe₂O₄复合光催化材料。利用X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-VIS)对样品的结构和光吸收性能进行了表征。并在可见光照射下,通过催化降解罗丹明B(RHB)溶液考察各催化材料的催化效果。结果表明,制备的复合催化材料是以CoFe₂O₄为主的面心立方尖晶石结构。在反应时间为8.5 h、反应温度为135℃和煅烧温度为500℃时,制备的Fe₂O₃复合量为3%的复合催化剂性能最好,光催化降解2 h后,罗丹明B降解率可达到96.62%。     

石墨/TinO2n-1复合材料的制备及性能

在常压下,以钛白粉为原料,石墨为还原剂,采用碳热还原法制备了石墨/Ti_nO_2n-1复合材料。采用XRD系统分析了碳热还原过程中钛的价态变化规律;采用XPS、SEM、TEM分析了特定样品的形貌、结构和元素组成。XRD分析结果表明,控制不同的还原条件,可以得到不同n值的石墨/Ti_nO_2n-1复合材料,且还原过程的物相转变顺序为：TiO₂（锐钛型）、TiO₂（金红石型）、Ti₉O₁₇、Ti₈O₁₅、Ti₆O₁₁、Ti₅O₉和Ti₄O₇。在还原温度为1250℃,还原时间为20min,碳钛比为5∶10的条件下所制备的石墨/Ti_nO_2n-1复合材料的电阻率最低,其值为0.1465Ω·cm。吸附/光降解实验表明,石墨/Ti_nO_2n-1复合材料对亚甲基蓝的吸附能力比纯石墨显著增强,吸附去除率为纯石墨的1.40~3.20倍;石墨/Ti_nO_2n-1复合材料对亚甲基蓝具有光催化降解活性,但是其光降解能力低于锐钛型TiO₂;复合材料的催化降解速率常数最大值为0.0047min^-1。     

Oxidation behavior of hot-pressed Si3N4 with Re2O3 (Re=Y, Yb, Er, La)

Four different β-Si₃N₄ ceramics with silicon oxynitrides [Y₁₀(SiO₄)₆N₂, Yb₄Si₂N₂O₇, Er₂Si₃N₄O₃, and La₁₀(SiO₄)₆N₂, respectively] as secondary phases have been fabricated by hot-pressing the Si₃N₄–Re₄Si₂N₂O₇ (Re=Y, Yb, Er, and La) compositions at 1820°C for 2 h under a pressure of 25 MPa. The oxidation behavior of the hot-pressed ceramics was characterized and compared with that of the ceramics fabricated from Si₃N₄–Re₂Si₂O₇ compositions. All Si₃N₄ ceramics investigated herein showed a parabolic weight gain with oxidation time at 1400°C and the oxidation products of the ceramics were SiO₂ and Re₂Si₂O₇. The Si₃N₄–Re₄Si₂N₂O₇ compositions showed inferior oxidation resistance to those from Si₃N₄–Re₂Si₂O₇ compositions, owing to the incompatibility of the secondary phases of those ceramics with SiO₂, the oxidation product of Si₃N₄. Si₃N₄ ceramics from a Si₃N₄–Er₄Si ₂N₂O₇ composition showed the best oxidation resistance of 0·198 mg cm⁻² after oxidation at 1400°C for 192 h in air among the compositions investigated herein.     

催化裂化汽油吸附脱硫工艺研究

在固定床吸附装置上对催化裂化汽油进行吸附脱硫实验,考察了吸附脱硫工艺条件对催化裂化汽油硫质量分数、辛烷值及吸附剂单程寿命的影响。实验结果表明,吸附脱硫适宜的工艺条件为:吸附温度360℃,吸附压力0.3 MPa,氢气流量300 mL/m in,体积空速1.0 h-1。通过对吸附脱硫实验过程中的尾气分析,对催化裂化汽油吸附脱硫的机理进行了探讨。     

LaMeAl11O19(Me=Cu,Zn)陶瓷体材料的抗CMAS性能研究

随着燃气涡轮机的应用温度不断提升,陶瓷材料的抗CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂(CMAS)性能越来越重要。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试方法,研究了LaMeAl₁₁O₁₉(Me=Cu,Zn)陶瓷体材料在不同温度和时间条件下的抗CMAS腐蚀行为。结果表明,LaZnAl₁₁O₁₉(LZA)和LaCuAl₁₁O₁₉(LCA)体材料的腐蚀产物都包括透辉石(Ca(Mg,Al)(Si,Al)O₇)和钙长石(CaAl₂Si₂O₈)。随着腐蚀温度的提高和时间的延长,腐蚀深度增加,Ca(Mg,Al)(Si,Al)O₇逐渐转变为CaAl₂Si₂O₈。LZA和LCA体材料的CMAS腐蚀可以用“溶解-析出”机制解释。体材料逐渐溶解到CMAS中,形成Ca(Mg,Al)(Si,Al)O₇,进而逐渐转变为CaAl₂Si₂O₈,使难以结晶的透辉石相转变为易结晶的钙长石相。La原子为析晶的晶核,CMAS玻璃相与体材料之间存在界面能,这些因素共同促进了CaAl₂Si₂O₈在CMAS内部以及两者的界面处析出厚板状晶体。     

NiO/ZnO-Al2O3-SiO2吸附剂反应吸附脱硫机理

对比考察了N₂和H₂载气下NiO/ZnO-Al₂O₃-SiO₂吸附剂对模拟汽油的吸附脱硫效果。与H₂气氛下的脱硫效果相比,N₂载气下吸附剂也具有明显脱硫效果,吸附剂表面积炭导致其脱硫效率降低,从而推断出NiO可以直接进行反应吸附脱硫反应。对不同载气和还原条件下反应前后吸附剂进行XRD、H₂-TPR、TOPT和XPS等表征结果表明：反应吸附条件下,吸附剂载体表面NiO难以被还原成单质Ni,说明H₂气氛下反应吸附过程中吸附剂中的NiO与单质Ni可能共同参与反应,反应后吸附剂上NiS_x存量极少。根据以上研究结果,提出了NiO为活性中心的反应吸附脱硫机理。     

CeO2表面氧化转移FCC烟气中SO2的反应过程

为提高Ce基脱硫助剂对石油加工过程中流化催化裂化（FCC）烟气深度脱硫效果,采用实验与密度泛函理论（DFT）探究了SO₂、O₂在CeO₂表面的反应过程。通过60℃、200℃反应温度下SO₂、O₂与CeO₂的反应,对反应前后CeO₂样品的XRD、IR、XPS谱图比较分析,探索S、Ce的价态变化和相对含量转变规律,从而推测SO₂可能的反应路径。基于密度泛函理论模拟构造了O₂单分子和SO₂、O₂双分子在CeO₂（111）和MgAl₂O₄（111）O空位表面可能产生的吸附构型;利用LST/QST方法搜索SO₂氧化反应过程,计算各步反应能垒。结果表明CeO₂（111）相比MgAl₂O₄（111）具有更好的SO₂催化效果,其中CeO₂在反应中起到了晶格O传递作用,并进一步推断SO₃的脱附过程是整个反应的速率控制步骤。     

FCC汽油吸附脱硫剂研究新进展

对FCC汽油进行吸附脱硫,吸附剂的选择是关键。论述了分子筛类吸附剂、金属氧化物类吸附剂、活性炭、黏土类吸附剂和其他一些吸附剂在吸附机理、改性、脱硫效果、再生等方面的研究进展,特别是各类吸附剂改性后对硫化物的脱除效果。指出吸附剂吸附选择性及吸附容量的提高和吸附机理的深入研究是今后研究的重要方向。     

TiO_2对Ag/Al_2O_3吸附剂的柴油吸附脱硫性能的影响

采用浸渍法制备不同Ti O2含量的Ag/Ti O2-Al2O3吸附剂,以含硫量为245.36 mg·L-1的商品柴油作为考察对象,常温、常压条件下采用静态评价进行吸附脱硫性能研究。结果表明,经过Ti O2改性的Ag/Al2O3吸附剂柴油吸附脱硫活性有较大幅度提高。通过X射线衍射、N2物理吸附、O2化学吸附和NH3程序升温脱附等研究Ti O2改性剂的影响。关联活性测试和表征结果发现,吸附剂的吸附脱硫活性受吸附剂比表面积、活性金属Ag分散度和吸附剂表面酸协同影响。吸附剂比表面积越大,活性金属Ag分散度越高,吸附剂表面弱酸性位点数量越多,强酸性位点数量越少,吸附剂吸附脱硫活性越高。2%Ag/4%Ti O2-Al2O3的吸附脱硫活性最高,饱和硫容达2.11 mg·g-1。     

Catalytic oxidation of VOCs on Au/Ce-Ti-O

Ce_xTi_1−xO₂ oxides have been synthesised by sol–gel method with x varying from 0 to 0.3 and characterised by XRD and TPR. The structure of oxides changes with the Ce/Ti molar ratio. The presence of ceria in Ce-Ti oxides inhibits the phase transition from anatase to rutile. When x = 0.3 (Ce_0.3Ti_0.7O₂ sample), the solid presents an amorphous state. The TPR results indicate that the presence of Ti enhances the reducibility of cerium oxide species. Catalytic oxidation of propene is investigated on Ce-Ti oxides and the better conversion is obtained with Ce_0.3Ti_0.7O₂ but the CO₂ selectivity reaches 63% at 400 °C. Gold is then deposited on theses oxides to improve the catalytic activity. On the basis of characterisation data (H₂ TPR), it has been suggested that gold influences the reduction of the Ce-Ti oxide support and the catalytic activity to the propene oxidation. Thus, Au/Ce-Ti-O system catalysts are promising catalysts for propene oxidation.     

Effect of Al2O3 on mechanical properties of Ti3SiC2/Al2O3 composite

The effect of Al₂O₃ on mechanical properties of Ti₃SiC₂/Al₂O₃ composite fabricated by SPS was studied systematically. The results show that the hardness of the Ti₃SiC₂/Al₂O₃ composite can reach 10.28 GPa, 50% higher than that of pure Ti₃SiC₂. However, slight decrease in the other mechanical properties was observed with Al₂O₃ addition higher than 5–10 vol.%, which is believed to be due to the agglomeration of Al₂O₃ in the composite.