CO_2催化加氢制甲醇进展

CO_2的大量排放给人类生存环境带来威胁的同时也造成资源的严重浪费,实现资源→CO_2→资源的可持续循环是解决该问题的理想途径,因此,CO_2加氢制甲醇倍受关注。国外完成中试试验,国内仍处于小试阶段。受CO_2富集及H_2制取成本的限制,CO_2加氢制甲醇技术须利用先进技术与可再生资源获得廉价的原料气。Cu-Zn系催化剂为有工业化前景的CO_2加氢制甲醇催化剂,但存在活性与选择性差的问题,未来活性组分高度分散和具有高比表面积的纳米催化材料的研制是比较可行的研究思路。     

MoS2-Ti复合膜的结构及其抗氧化性能

利用非平衡磁控溅射仪在碳/碳复合材料表面制备了MoS2-Ti复合膜.采用XRD,Raman光谱、X射线光电子能谱仪对其结构进行了表征,并利用X射线光电子能谱仪对复合膜的抗氧化性能进行了研究.研究结果表明所制备的MoS2-Ti复合膜为非晶态结构;MoS2-Ti复合膜具有良好的抗氧化性能,将其在蒸馏水中浸泡200 h后,Mo4+没有被氧化.     

高压浸渍-炭化制备炭/炭复合材料的组织结构

为研究高压浸渍-炭化制备的炭/炭复合材料的组织结构,以1 K PAN基高强度炭纤维为增强体,以调制中温煤沥青为基体前驱体,采用超高压浸渍-炭化工艺制备出2.5D沥青基炭/炭复合材料.采用偏光显微镜及SEM电镜对材料内部的组织形态进行了观察.研究表明:以中温沥青为基体前驱体所制备的炭/炭复合材料,在纤维束内,由于纤维之间的孔隙较小,形成的基体组织主要为镶嵌组织;而在纤维束之间,由于空间较大,出现的基体组织既有镶嵌型组织,也有域型组织.在沥青基炭基体中,有孔洞、裂纹、沟槽等缺陷.     

碳纤维表面处理对2D碳/碳复合材料弯曲性能的影响

为改善纤维与基体的界面结合状态及提高碳/碳复合材料性能,采用1700℃惰性气体保护、2200℃惰性气体保护、400℃空气氧化三种表面处理方法对碳纤维进行了表面处理.结果表明,经过2200℃处理后的纤维表面比较粗糙,有很多沟槽,制备的碳/碳复合材料中纤维与基体结合紧密,弯曲强度比未经表面处理的纤维制备的碳/碳复合材料弯曲强度提高75%;经过400℃处理后的纤维表面凹坑、凸起较纤维未处理前增多,制备的碳/碳复合材料中纤维与基体结合强度适中,其弯曲强度比未经表面处理的纤维制备的碳/碳复合材料弯曲强度提高43%;而经过1700℃处理的纤维表面比较光滑,纤维与基体结合弱,弯曲强度比未经表面处理的纤维制备的碳/碳复合材料的弯曲强度低.     

CVI C／C复合材料及其表面HA涂层成骨细胞体外响应行为对比研究

采用声电化学工艺在CVI C／C复合材料表面制备了HA涂层，分别用SEM，XPS，EDAX和XRD表征了CVI C／C和HA的表面形貌、组成和结构，同时对比了成骨细胞在其表面的粘附、增殖和碱性磷酸酶活性的表达。制备的HA涂层为球状形貌，由纳米片状晶体构成。细胞培养初期，粘附于HA涂层表面的细胞数与CVI C／C表面的细胞数无显著差别，成骨细胞在CVI C／C表面易铺展在孔的边缘，8h后粘附于HA表面的成骨细胞数显著多于CVI C／C表面。HA涂层提高了细胞的增殖能力，成骨细胞碱性磷酸酶在HA涂层表面的表达也优于CVI C／C材料。结果表明，声电化学制备的HA涂层提高了CVI C／C材料的生物活性和生物相容性，可以加速成骨细胞的粘附、增殖、分化和成熟。成骨细胞在材料表面的粘附机制是由多因素综合作用的，材料的表面形貌和生物活性在细胞粘附过程的早期发挥着重要作用。     

原位构建P-N结复合材料及其可见光光催化性能

提高光催化过程中电子和空穴的提取和分离速率是提高光催化剂催化性能的关键技术之一。用浓硫酸剥离体相氮化碳得到石墨相g-C₃N₄,采用原位生长法制备花状g-C₃N₄/BiOBr P-N结复合材料,研究pH值对复合材料形貌的影响。利用XRD,SEM,EDS,TEM,UV-vis, BET等测试技术对所得样品的形貌、结构进行表征,讨论样品的光催化性能。结果表明:在g-C₃N₄/BiOBr复合材料内g-C₃N₄的[002]晶面和BiOBr的[001]晶面之间形成了异质结,可加速光生电子(e^-)和空穴(h⁺)的提取和分离。BiOBr和g-C₃N₄/BiOBr的禁带宽度分别为2.75,2.71 eV,复合材料的带隙减小,对可见光的吸收范围增强。BiOBr和g-C₃N₄/BiOBr复合材料的比表面积分别为1.27,6.43 m²/g,比表面积增大,增加催化反应活性位点。复合材料g-C₃N₄/BiOBr的光催化性能比纯g-C₃N₄和BiOBr更好,且重复使用效果佳。pH=8时制备的g-C₃N₄/BiOBr复合材料光催化效果最好,此时,对橙黄G、罗丹明B、甲基橙的光催化降解效率分别为91.00%,95.51%,96.72%。     

二氧化碳加氢合成甲醇催化剂及工艺研究开发

研究了反应参数对在自主研制的C312系列催化剂上二氧化碳加氢合成甲醇的影响。实验结果表明,反应条件对甲醇时空产率和二氧化碳的单程转化率具有较大影响。在250℃、8.0 MPa和空速16000h-1下,当n(H2):n(CO2)=3时,甲醇的时空产率达0.94 g/(mL.h),二氧化碳单程转化率为22.2%。C312型二氧化碳合成甲醇催化剂性能优异,有良好的选择性和耐热性。     

竹炭对甲基橙溶液吸附行为的研究

探索了竹炭对甲基橙溶液的吸附行为,测定了竹炭的粒径与投料量以及溶液的pH值与浓度、吸附时间、温度等因素对甲基橙吸附性能的影响.结果表明,竹炭对甲基橙的吸附能力随其粒径的增大而降低,甲基橙溶液pH值在2～4酸度范围时,竹炭对甲基橙有较好的吸附能力,达到最佳吸附效果时溶液的pH值为2.吸附质浓度增加,竹炭对其吸附率减小,随着投料量的增加,吸附率不断提高.竹炭对甲基橙的等温吸附服从Freundlich方程式.竹炭对甲基橙的吸附可在100min内达到平衡,最佳吸附温度为60℃.通过对这些参数的探索和测定,竹炭对甲基橙的吸附率可达到90%以上,能有效除去溶液中的甲基橙.