Mixed-Metal MOF-74 Templated Catalysts for Efficient Carbon Dioxide Capture and Methanation

The vast chemical and structural tunability of metal–organic frameworks (MOFs) are beginning to be harnessed as functional supports for catalytic nanoparticles spanning a range of applications. However, a lack of straightforward methods for producing nanoparticle-encapsulated MOFs as efficient heterogeneous catalysts limits their usage. Herein, a mixed-metal MOF, NiMg-MOF-74, is utilized as a template to disperse small Ni nanoclusters throughout the parent MOF. By exploiting the difference in Ni O and Mg O coordination bond strength, Ni²⁺ is selectively reduced to form highly dispersed Ni nanoclusters constrained by the parent MOF pore diameter, while Mg²⁺ remains coordinated in the framework. By varying the ratio of Ni to Mg in the parent MOF, accessible surface area and crystallinity can be tuned upon thermal treatment, influencing CO₂ adsorption capacity and hydrogenation selectivity. The resulting Ni nanoclusters prove to be an active catalyst for CO₂ methanation and are examined using extended X-ray absorption fine structure and X-ray photoelectron spectroscopy. By preserving a segment of the Mg²⁺-containing MOF framework, the composite system retains a portion of its CO₂ adsorption capacity while continuing to deliver catalytic activity. The approach is thus critical for designing materials that can bridge the gap between carbon capture and CO₂ utilization.     

负载型复合载体及其镍基催化剂的性能

采用溶胶-凝胶法制备了负载型ZrO_2/Al_2O_3和ZrO_2/Al_2O_3-SiO_2复合载体,研究了不同复合载体对Ni基催化剂CO_2重整甲烷反应和性能的影响,并用XRD、IR、TPR、TPD和BET等方法对复合载体及催化剂进行了表征。结果表明,ZrO_2负载在基载体后比表面积、碱性、活性组分Ni的分散度和Ni与ZrO_2的相互作用增大。NiO在复合载体表面的分散容量与ZrO_2的负载量有关,ZrO_2的负载量为37．5%时NiO的分散容量达最高值(24．0%)。与Ni/ZrO_2相比,Ni/ZrO_2/Al_2O_3-SiO_2和Ni/ZrO_2/Al_2O_3催化剂对CO_2的吸附能力增大,CO_2吸附量增加,酸强度降低,CO_2重整CH_4反应活性提高,其中以Ni/ZrO_2/Al_2O_3催化剂的活性最好。     

二氧化碳加氢直接合成二甲醚催化剂的研究——沉淀次序对复合催化剂结构和性能的影响

以草酸乙醇溶液为沉淀剂,采用不同的沉淀次序(并流、反加和正加)制备了CuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5复合型催化剂,对CO2加氢直接合成二甲醚反应的催化活性顺序为:并流法催化剂>反加法催化剂>正加法催化剂。3种复合催化剂的还原温度由低到高的顺序为:并流法催化剂<反加法催化剂<正加法催化剂。在沉淀过程中,反加法和正加法均形成类胶体沉淀,相应催化剂的比表面积也较大。IR研究发现,催化剂在1101cm-1处表现Cu/Zn/Al氧化物与HZSM-5分子筛之间相互作用的IR吸收峰强度与其催化活性间存在对应关系。XRD结果表明,并流法得到的催化剂前驱体中有铜锌同形取代现象,有利于催化剂活性的发挥。     

改性纳米TiO2光催化降解苯酚活性的研究

在装有紫外光的光催化反应器中，用锐钛型纳米TiO2为光催化剂，进行了苯酚水溶液的光催化降解性能的研究。考察了溶液的pH值、纳米TiO2用量、镍（Ni^2＋）掺杂量、苯酚的初始质量浓度等因素对苯酚水溶液光催化降解过程的影响。结果表明，在pH值为7时，苯酚水溶液的降解率达95％以上，强酸和强碱条件均不利于苯酚的降解。当TiO2用量为50mg，UV辐照40min时，200mL质量浓度为50mg／L的苯酚水溶液的降解率为96．3％；当TiO2用量为150mg，UV辐照60min时，200mL质量浓度100mg／L的苯酚水溶液的降解率为95．8％。镍掺杂增加了TiO2的光催化活性，用质量分数为10％的二氯化镍水溶液掺杂制备的复合光催化剂，苯酚水溶液的降解率比未掺杂时增加13．6％。     

诱导水解法制备微细高分散金红石型二氧化钛

采用加热TiCl4稀溶液的方式,制备晶种,将其导入一定浓度的TiCl4溶液中进行诱导水解。所得的偏钛酸经干燥、煅烧后得到分散性好,D50为1 mm以下,金红石含量为≥95%的高纯TiO2,可用于生产PTC热敏电阻等铁电陶瓷。     

润滑油用纳米TiO2的表面改性及自修复性能研究

采用油酸对纳米TiO2进行表面改性，使其稳定分散于基础油中。利用HQ-1摩擦磨损试验机考察纳米TiO2的自修复性能，并探讨其自修复机理。试验结果表明，经改性后的纳米TiO2粉体作为润滑添加剂具有良好的分散稳定性、减摩抗磨性和自修复性。     

二氧化碳跨临界系统参数间相互关系的热力学第二定律的分析与研究

本文利用热力学第二定律（Yong） 的(exergy)分析法，对二氧化碳跨临界制冷循环系统进行了仿真和分析，分析显示：炯效率随着放热压力的变化而变化，其最大值出现在最优放热压力处，同时，本文还就气体冷却器口温度、蒸发温度及蒸汽过热度对系统Yong效率的影响进行了仿真和分析。     

菱镁矿固硫特性的理论分析

对菱镁矿在固体燃料燃烧过程中的固硫特性进行了理论研究，所得结论对进一步将菱镁矿作为固体燃料燃烧过程中的固硫剂具有非常重要的意义。     

光纤0_2/CO_2复合传感器的研制

本文报导一种新型的光纤氧、二氧化碳复合传感器.通过在同一敏感膜载体上固定两种不同的荧光试剂——芘丁酸及羟基芘三磺酸,制作了一种对氧和二氧化碳敏感的复合敏感膜.该传感器在医学临床检验范围内具有良好的线性,其测氧的分辩率是0.1％,测二氧化碳的分辩率是0.5％,响应时间短于1min.文中还讨论了三种敏感膜载体的比较及复合传感器测量进程中氧和二氧化碳的相互干扰问题.