具有纳米结构的TiO_2纤维光催化氧化活性

研究了具有纳米结构,高比表面的锐钛矿TiO2纤维在光催化降解苯酚体系中的氧化性能,发现其活性与P25相当;通过加羟基自由基猝灭剂证实了羟基自由基(HO.)对苯酚降解的贡献;而通过加空穴猝灭剂则观察到明显的空穴(h )效应。并通过K I氧化反应进一步研究了催化剂表面上的空穴效应,结果表明,TiO2纤维上的光生空穴比P25稳定,其空穴量子产率是后者的3.3倍。     

以介孔TiO_2膜为过渡层在玻璃基底上制备Cu_3(BTC)_2连续膜

通过在玻璃基底上预先制备一层介孔TiO_2膜作为过渡层用于制备完整的Cu_3(BTC)_2(BTC:1,3,5-苯三甲酸)连续膜。场发射(FESEM)图像显示由此制得的Cu_3(BTC)_2膜在TiO_2/玻璃基底上是致密且连续,膜厚度为200 nm左右。相比之下,Cu_3(BTC)_2晶粒在空白玻璃基底上较难成核并生长,不能形成连续膜,而在无孔TiO_2/玻璃基底上,Cu_3(BTC)_2晶粒与在介孔TiO_2/玻璃基底上一样能够形成典型的八面体Cu_3(BTC)_2但不能形成连续膜。由于介孔TiO_2膜过渡层的存在,Cu_3(BTC)_2晶粒可以与基底结合紧密,经30 min超声波测试后,在介孔TiO_2/玻璃基底上的Cu_3(BTC)_2膜仍然能保持连续且完整形貌,而在空白玻璃基底上的Cu_3(BTC)_2晶粒完全脱落。推断介孔TiO_2的表面性质有利于Cu_3(BTC)_2晶粒的成核,而介孔TiO_2膜的多孔结构可以促进Cu_3(BTC)_2晶粒形成连续的薄膜:介孔TiO_2膜过渡层在Cu_3(BTC)_2膜与玻璃基底间扮演了类似桥梁的重要角色。     

沼液余热回收对高温发酵沼气工程净产气率的影响

以瑞典Alviksg?rden养猪场高温发酵沼气工程为分析对象,通过传热模型计算发酵罐加热负荷,通过与江苏金坛永康农牧养猪场同等规模的中温发酵沼气工程对比,讨论高温发酵的容积产气率和余热回收对沼气工程净产气率的影响。结果表明虽然瑞典Alviksg?rden养猪场高温发酵沼气工程的加热能耗是江苏金坛永康农牧养猪场中温发酵沼气工程的2.1倍,但由于产气速率达到2.3 m3·m-3·d-1,增产的沼气量远远大于增温的能耗;若进一步在瑞典Alviksg?rden养猪场沼气工程中增加余热回收,可将沼气净产气率从82%提高至90%。相对于提高容积产气率,采用余热回收技术对降低高温发酵沼气工程的增温能耗、提高净产气率效果更加显著。     

层层沉积热处理法制备超薄Cu3(BTC)2膜

基于层层沉积法,引入简单易控的热处理方式在玻璃基底表面制备出高结晶度且致密无裂缝的Cu₃(BTC)₂膜,并详细探讨热处理温度、组装时间和组装溶剂对Cu₃(BTC)₂成膜的影响。FESEM分析结果显示:膜层的厚度仅为200 nm;热处理有利于获得完整的晶体结构,且高温下膜层不会产生裂纹;组装时间为5 min或10 min,Cu₃(BTC)₂ 颗粒尺寸小且均一。然而,当组装时间延长至20 min,尺寸变得不均一,膜层表面变粗糙;通过改变组装溶剂环境,可以制备出不同维数的晶体膜。     

Al_2O_3@TiO_2复合生物载体的制备及其BSA吸附特性

通过钛酸盐和氧化钛溶胶两种制备途径在氧化铝(Al2O3)支撑体外包覆介孔氧化钛(TiO2)层,分析了这两种途径制备的氧化钛表面结构与性质的差异及其对于BSA蛋白吸附性能的影响。以粒径分别为0.37、10.4和21.8μm的三种氧化铝支撑体作为基材,用XRD、Raman分析了两种路径制备的氧化钛晶型均为锐钛矿相;N2吸脱附分析其比表面积均在(100±10)m2·g-1,两者具有相似的介孔结构。FESEM分析发现钛酸钾溶胶制备的氧化钛的形貌受到支撑体孔径的影响。对于在牛血清蛋白(BSA)吸附实验中,钛酸钾溶胶法包覆的20μm粒径复合载体(SP20@K-TiO2)吸附量为22.18 mg·g-1,高于相同条件下氧化钛溶胶制备的Al2O3@TiO2复合载体。SP20@K-TiO2中TiO2吸附量为150.88 mg·g-1,相比于TiO2粉体,复合载体中TiO2对BSA蛋白吸附的性能得到提升。     

氯仿在悬浮TiO_2体系中的降解

分别用光还原沉积法制备的掺铂TiO2纤维和商用TiO2作为催化剂,对氯仿进行光催化降解。通过测定Cl-浓度发现不同通O2方式对氯仿的光降解有很大影响,O2的存在,促进了氯仿的降解;并进一步对溶液中的溶氧量(DO)测定,发现DO值呈线性下降且氯仿降解过程中有氧降解和无氧降解2种机理是共存的;同时发现上述2种催化剂的反应现象大相径庭,并结合了有机质液相吸附理论对其反应现象进行分析,发现纤维状微观结构是其高光催化性能的直接原因。     

从钛基晶须的制备和应用看化学工程的研究方向和方法

结合研究钛基晶须的制备和应用工作,讨论化学工程发展对材料技术的贡献。认为应面向高新技术和新材料领域,综合产品工程、过程工程、多尺度的方法,围绕组成、结构与性质关系的主线,去解决化学工程应用到新材料制备中所遇到的问题。     

沼液成分与重金属含量分析

沼气工程产生的大量沼液已成为制约沼气发展的瓶颈问题。我们对江苏省16家规模化养殖场的沼气工程排放沼液进行了成分和重金属含量的调查,结果表明,沼液的pH值偏高,在7.87-8.57之间,重金属元素Cr普遍超标,但As元素含量基本符合排放标准。然而总氮、总磷、COD含量都严重超标。对于降低沼液中总氮、总磷和重金属含量,提出了可能的解决方法。     

MOF作模板制备多孔Au/CuxO催化剂及其CO氧化性能

采用MOF材料作模板,通过在Cu-BTC材料表面预先负载贵金属Au再热解的方法,成功制备了具有正八面体结构的新型多孔Au/Cu_xO负载型催化剂。通过降低热解环境中的O₂浓度,调节氧化时间,实现了Au/Cu-BTC氧化产物组分的调节,分别制得了Au/Cu₂O、Au/Cu₂O-CuO、Au/CuO复合催化材料。将其用于CO催化氧化,发现所有Au/Cu_xO催化剂都表现出比Cu-BTC和Au/Cu-BTC更优异的催化性能,其中由于拥有较高的比表面积、Cu₂O含量以及更好的Au的分散性,Au/Cu₂O的CO氧化活性最佳,180℃即能实现CO的完全转化。     

MoO3/TiO2催化剂的二苯并噻吩加氢脱硫性能

以介孔氧化钛晶须成型材料为载体,通过浸渍法制备不同MoO3负载量的MoO3/TiO2加氢脱硫催化剂. XRD分析表明,介孔氧化钛晶须成型载体为纯锐钛矿相,MoO3负载量为7.2%(w)的催化剂未出现MoO3的衍射峰;BET分析显示,负载7.2%(w) MoO3后,氧化钛晶须成型载体的比表面积和孔容能保持原来的80%以上. 活性评价结果表明,未经预硫化的MoO3/TiO2催化剂直接应用于二苯并噻吩(DBT)加氢脱硫反应时,在温度280~300℃、氢分压2.0 MPa、体积空速4 h-1、H2/油体积比600的条件下,DBT转化率达100%. 将模型溶液中硫含量由400′10-6 g/g降至10′10-6 g/g以下,催化剂表现出较高的活性,且在一定条件下运行1000 h未出现失活迹象.