异质金属离子掺杂对铈基固溶体催化性能的影响

二氧化铈固溶体具有很好的储氧能力,广泛应用于多相催化领域中。但是其高温下易烧结,导致储氧能力显著降低、活性急剧下降,限制了其在高温催化反应中的应用。异质金属离子掺杂能够引起晶格畸变,增加氧负离子流动性,提高铈基固溶体的储放氧能力,是提高铈基固溶体催化性能最有效的方法。本文综述了过渡金属、贵金属、稀土金属、碱土金属和碱金属等异质金属离子掺杂改性的铈基固溶体在催化领域中的国内外研究进展。从掺杂元素的理化特性出发,总结了异质金属离子对铈基固溶体的储放氧能力、活性组分分散状态、催化剂活性和稳定性等影响规律及作用机制。综述指出铈基固溶体掺杂改性的研究方向为进一步提升异质金属离子在二氧化铈晶胞中的溶解度,注重研究并提高催化剂的抗水性能和耐毒性及催化剂的寿命等研究。     

水热法制备氧化铬及其常温低浓度一氧化氮催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂, 氨水为沉淀剂, 通过水热法并焙烧处理合成氧化铬催化剂。采用X射线衍射分析(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和透射电镜(TEM)等技术对催化剂的物化性质进行了表征, 并考察常温不同NO初始浓度下氧化铬催化剂的NO氧化性能。结果表明: 在空速为60000 mL/(g·h)和NO浓度为1×10^-6的条件下, 100℃水热温度制备的Cr-100催化剂表现出最优的性能, 常温下NO消除率高达90%以上并保持120 h, 其优异的常温催化性能与催化剂表面较高的Cr⁶⁺/Cr³⁺摩尔比有关。研究结果表明: 催化剂的失活主要是由于硝酸根在催化剂表面的累积而导致催化剂活性中心被覆盖, 低浓度下能减缓硝酸根的积累。     

酸催化山梨醇脱水制异山梨醇的研究进展

异山梨醇是一种生物基功能性二元醇,近年来因其在聚合物工业中的潜在应用价值而备受关注。山梨醇脱水反应是生物质转化合成异山梨醇的关键步骤,目前普遍采用酸催化体系,且在酸性催化剂开发及工艺研究方面均取得了良好进展。本工作主要介绍了已报道的酸性催化剂结构与性质对催化活性及选择性的影响,指出强酸性均相催化剂具有高催化活性,但腐蚀性强,且不易循环利用;多相催化剂催化活性与酸性位点、酸度、酸容量、孔结构、表面性质和结构等都有关系,且这些性质随催化剂组成和结构改变而相互影响。针对目前山梨醇脱水反应催化剂均相催化腐蚀性强、催化剂循环性差,多相催化剂催化活性不高的现状,高催化活性可循环使用的离子液体催化剂是一种具有发展潜力的均相催化剂,对多相催化剂构效关系还应进行更多的研究以指导新型催化剂的开发。     

钴锰整体式催化剂的电沉积法制备及NO催化氧化性能

整体式催化剂性能高效、应用广泛,而制备方法是影响其性能的关键因素,因此探究简单高效的制备方法对整体式催化剂的工业应用至关重要。本研究以碳纤维布为载体,采用电沉积方法制备了一系列钴锰整体式催化剂,在固定床反应装置上考察了其催化氧化NO性能,并借助拉曼光谱仪、X射线衍射仪和扫描电镜等分析技术对催化剂进行表征。结果表明,采用电沉积法制备的钴锰二元催化剂比相同方法制备的氧化钴或氧化锰一元催化剂的粒径小,且钴锰比例对催化剂粒径影响很大,最小粒径为3～4nm。不同摩尔比例的钴锰二元催化剂焙烧之后物相差别较大,Mn/Co较高的催化剂的主要组成为Mn₃O₄,Mn/Co较低则趋向Co₃O₄,其中Mn/Co=2时,催化剂为(CoMn)(CoMn)₂O₄。电沉积法制备的钴锰整体式催化剂催化氧化NO的性能要远优于相同方法制备的氧化锰催化剂,在50℃下转化率均接近100%。     

室内、车载空气净化器用滤网发展现状及趋势

室内和车内空气污染对人体影响非常大,是威胁人类健康的“隐形杀手”。空气净化器是控制空气污染物的一种有效手段,而空气净化器滤网是空气净化器的关键部件,其对污染物的净化效率和复杂污染条件下的稳定性有很大影响。本文首先介绍了室内、车内主要空气污染物的来源,明确了需要治理的主要目标。然后根据净化滤网的工作原理介绍了市场上主流室内、车载空气净化器滤网,比较了初、中效滤网,高效过滤网（HEPA）,传统型活性炭滤网,负载型活性炭滤网,静电集尘滤网,贵金属催化式滤网,非贵金属催化式滤网,光触媒滤网,等离子滤网和多功能滤网各自的优劣势。最后提出了空气净化器滤网今后的发展趋势,分别是HEPA滤网、锰基室温催化材料、低温等离子体材料、多功能滤网和多技术协同净化滤网。     

甲烷完全催化氧化研究进展

甲烷是对全球温升贡献仅次于二氧化碳的温室气体,且其全球增温潜势是CO₂的80倍以上。在全球变暖和大气中甲烷含量不断增长的背景下,完全催化氧化大气甲烷对于减缓温室效应和全球变暖具有重要价值。然而,由于甲烷具有较高的结构稳定性,在温和条件下将其催化氧化一直面临巨大的挑战。本文综述了近年来甲烷完全氧化在热催化、光催化以及光热协同催化三种反应条件下的研究进展,热催化中高温增大了能耗并加速了催化剂的失活,开发低温反应条件下的催化剂已经成为甲烷完全热催化的重点;光催化提供了一种常温常压条件下利用光能氧化甲烷的方法,但是相对热催化来说反应速率较低;光热协同催化在光能和热能的协同作用下,可实现温和条件下的甲烷高效完全催化氧化,表现出潜在的应用前景。本文就三种反应催化剂的发展进行综述,系统分析了不同反应的原理,以及不同反应条件下甲烷完全催化氧化的优势与不足,同时总结了催化氧化甲烷所面临的挑战,并提供潜在的解决方案,期望为今后的甲烷氧化研究提供借鉴。