Pd掺杂SnO_2纳米膜的制备及H_2敏感性能研究

以分析纯SnCl2.2H2O和PdCl2为主要原料,控制不同n(Pd2+)/n(Sn2+),利用溶胶凝胶-浸渍提拉法制备了Pd掺杂SnO2纳米膜。用XRD、AFM对样品的结构、形貌进行了分析,并测试了Pd掺杂SnO2纳米膜的阻温特性和对H2敏感性能。结果表明,Pd掺杂SnO2纳米膜平整而致密,表面椭球形粒子颗粒尺寸约为20nm;Pd掺杂SnO2为金红石型晶体结构,但Pd2+进入SnO2晶格代替八面体中部分Sn4+,导致其晶胞参数比未掺杂SnO2略小;Pd掺杂SnO2纳米膜的电阻随温度升高而减小,表现出n型半导体阻温特性;随着Pd掺杂比例的增大,元件的电阻增大,其对H2的灵敏度先增大后减小,当掺杂比例为1%时对H2灵敏度最高。     

Pd掺杂纳米ZnO的燃烧法制备及性能研究

以酒石酸为燃料,硝酸锌为氧化剂,采用溶液燃烧法制备了Pd(0~7%(原子分数))掺杂纳米Zn O。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱仪对产物了进行表征,重点讨论了掺杂对Zn O气敏性能的影响。结果表明,在330℃测试条件下,纯Zn O和7%(原子分数)Pd掺杂Zn O气敏元件对体积分数为5.0×10-5的乙醇气体灵敏度分别为21.4和11.2;元件对5.0×10-5丙酮气体的灵敏度分别为2.0和8.8。Pd掺杂显著提高了元件对乙醇和丙酮气体的选择性。     

V_2O_5掺杂ZnFe_2O_4复合薄膜的制备及气敏性研究

采用溶胶-凝胶法制备V2O5掺杂ZnFe2O4溶胶作为敏感试剂,通过浸渍-提拉法在锡掺杂玻璃光波导表面上制备V2O5掺杂ZnFe2O4复合薄膜,研制出V2O5掺杂ZnFe2O4复合薄膜/锡掺杂玻璃光波导气敏元件,对二甲苯、苯乙烯等挥发性有机气体进行检测。结果表明,该敏感元件对二甲苯气体具有较高的灵敏度、较好的重复性和选择性响应,能够检测到的最低气体浓度为1×10-6。该传感器具有灵敏度高、响应快、在室温下容易制备、结构简单等特点。     

等离子体作用下二氧化碳氧化甲烷反应研究——过渡金属氧化物的催化作用

采用浸渍法制备一系列负载型过渡金属氧化物催化剂,常压下考察过渡金属氧化物催化剂与等离子体共同作用下对CO2氧化甲烷反应的影响.结果表明:当CO2添加量为30%时不同过渡金属催化剂对甲烷反应影响不同.其中CuO/γ-Al2O3催化剂具有较高XCH4,而Cr2O3/γ-Al2O3催化剂则表现出较高C2烃选择性.分析了过渡金...     

TiO2基有机气体敏感元件的制备及性能研究

将多种金属氧化物掺入TiO2中,通过传统的陶瓷气敏传感器制备技术,制作了旁热式烧结型传感器,研究了这些传感器对有机挥发性气体(VOCs)的敏感特性。在不同浓度的甲醛、苯、丙酮和乙醇气氛中,测试了传感器的气敏特性。测试结果表明,添加In2O3、Cr2O3或SnO2能提高传感器对苯的灵敏度,添加In2O3或Cr2O3能提高传感器对丙酮的灵敏度,添加Cr2O3或SnO2的元件对甲醛气体较灵敏。此外,本文还研究了传感器陶瓷的烧结温度对传感器气敏特性的影响。     

氧化铝的制备方式对催化元件性能的影响

以Al2(SO4)3·18H2O为原料,研究了氧化铝的不同制备方式对催化元件性能的影响。结果表明:以Al2(SO4)3为原料制备氧化铝时,粉料中残存的SO42-对催化剂进行了预中毒处理,使元件保持了较好的抗H2S中毒的能力。在以Al2(SO4)3为原料制备氧化铝的过程中,经过在PH为9～10的氨水中加热陈化处理,易于得到γ-Al2O3的晶相。以γ-Al2O3为载体所制备的催化元件,拥有较好的抗硅中毒能力。抗硅中毒能力强的催化元件,在长期使用过程中,可保持较好的工作稳定性。     

碱金属碳酸盐掺杂的Ce-Zr-O对甲烷转化催化性能的影响

采用共沉淀法制备了Ce-Zr-O载体,通过等体积浸渍法得到碱金属碳酸盐掺杂的M2CO3/Ce-Zr-O(M=Li,Na,K)催化剂。采用自制的小型固定床反应器考察了催化剂的甲烷转化催化活性,并利用XRD和H2-TPR对催化剂进行了表征。研究结果表明,碱金属碳酸盐的添加均不同程度地提高了Ce-Zr-O催化剂的催化活性、抗积碳性能和抗烧结性能,还改善了催化剂表面氧物种和体相氧物种的氧化还原性能。     

掺杂Fe_2O_3对ZnO多孔纳米固体厚膜气敏传感器性能的影响

以ZnO纳米粉(平均粒径30 nm)和Fe2O3,纳米粉(平均粒径90 nm)为原料,利用传统的厚膜气敏传感器制备工艺,制备了纯ZnO多孔纳米固体厚膜气敏传感器和掺杂Fe2O3(掺杂量为1wt%,2wt%和5wt%)的ZnO厚膜气敏传感器.分别测试了这四种厚膜气敏传感器的本征电阻(传感器在空气中的电阻值)及其对乙醇,汽油,丙酮,对二甲苯,氢气,甲烷和CO敏感特性.结果表明:当工作温度在较低时,Fe2O13,的掺杂可明显降低ZnO多孔纳米固体厚膜气敏传感器的本征电阻,并提高其工作稳定性,而适量Fe2O3的掺杂可以提高ZnO多孔纳米固体厚膜气敏传感器对乙醇蒸气和汽油的灵敏度.结合对传感器厚膜的显微结构分析结果,我们对出现上述差异的原因进行了初步讨论.     

Mn-Cu-La/TiO_2低温催化剂催化还原氮氧化物性能研究

采用浸渍法制备了Mn-Cu-La/TiO2催化剂,研究了其组分配比、焙烧温度等制备条件和NO进口浓度、空速、O2含量、NH3/NO摩尔比等操作条件对Mn-Cu-La/TiO2上NH3低温还原NO活性的影响;探讨了H2O、SO2对Mn-Cu-La/TiO2活性的影响.结果表明,该催化剂具有很好的低温SCR活性,空速为10 000h-1,反应温度为150℃下时NO转化率接近99.6%.180℃下同时通SO2、H2O后的360min内,活性始终保持在95%以上;单独通入SO2时,该催化剂较容易中毒;单独通入体积分数10%的H2O对催化剂活性基本没有影响,转化率始终保持在98%以上.     

Pd-ZrO2/Al2O3催化剂对丙烯选择性催化还原NO的催化活性研究

采用浸渍法制备了具有高比表面积的氧化铝负载的Pd-ZrO2复合物催化剂(Pd-ZrO2/Al2O3),利用BET、XRD、TEM等手段研究了该复合物催化剂的物理特性,并重点研究了该复合物催化剂对以C3H6为还原剂选择性催化还原(SCR)NO的催化反应活性,分别讨论了反应温度、组分、焙烧温度、原料气组分、空速等因素对该催化反应的影响.结果发现,少量的Pd纳米粒子均匀分散于载体氧化铝上,添加适量ZrO2后,所制备的低负载量的Pd(1wt%)-ZrO2(2wt%)/Al2O3复合物催化剂具有较高的NO选择性催化还原反应活性,在240～250℃可使NO的转化率达到50%～70%.其活性提高的机制在于适量ZrO2的添加增强了反应物中NO和C3H6在催化剂表面的吸附,同时与Pd催化剂形成一种协同催化作用.     

AgNO3真空浸渍制备杀菌银缓释椰壳活性炭研究

对椰壳活性炭在真空条件下浸渍硝酸银(AgNO₃),制备具有杀菌作用的银缓释椰壳活性炭(Ag/AC)。以大肠埃希杆菌(E.coli)为实验菌种考察Ag/AC的抑菌杀菌作用,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积分析仪分别对Ag/AC表面形态、晶体结构、比表面积和孔结构进行分析。结果表明：银离子在AC表面被还原成粒径为200～800 nm的单质银;随着AgNO₃浸渍浓度的增加,银担载量上升、粒径增大,Ag/AC的比表面积、总孔容、平均孔径减小,杀菌性能与抗银流失性能提高。当AgNO₃溶液浸渍浓度为8.0 g·L^-1时,载银量最大(0.44%),杀菌性能最佳(99.26%);在水中振荡15 d,银流失率为30%,对比相同条件下常压浸渍得到Ag/AC银流失率为94.23%,真空浸渍制备的载银椰壳活性炭在保持高杀菌率的同时实现了银缓释。     

煤油水重整制氢催化剂的优化设计

以Ni为活性组分,稀土元素La,碱金属Li和贵金属Pt为助剂完成了催化剂体系设计;采用等体积分步浸渍法和溶胶凝胶法制备催化剂。考察了助剂La,Li和Pt的作用,研究了催化剂的活性、稳定性和抗析碳性,并筛选催化剂。研究了NiLaLiPt/γ-Al2O3催化剂上煤油水重整制氢的影响因素。     

K2MnAl11O19六铝酸盐催化剂的制备及其催化甲烷燃烧性能的研究

采用共沉淀法、溶胶-凝胶法和反相微乳液法制备六铝酸盐催化剂K2MnAl11O19,利用XRD、BET和TG-DTA技术及甲烷燃烧活性对催化剂进行了表征和活性验证。结果表明,3种方法所制备催化剂经1200℃焙烧4h后均可以形成完整的六铝酸盐晶型,同时都具有高的催化性能和高温稳定性,其中反相微乳液法制备的K2MnAl11O19催化剂具有较高的比表面积和甲烷催化燃烧活性,起燃温度T10%=458℃,至676℃(T90%)甲烷完全转化。     

制备方法对Ru/γ-Al2O3与等离子体共活化CO2甲烷化反应的影响

等离子体与催化材料协同作用CO2甲烷化反应为CO2再利用提供了可能,但催化材料的制备方法对其结构和性能有重要影响。本研究以等体积浸渍法制备的Ru/γ-Al2O3为催化材料前驱体,分别采取H2大气压冷等离子体还原和H2热还原方法制备Ru/γ-Al2O3-P和Ru/γ-Al2O3-T催化材料。考察两种方法制备Ru/γ-Al2O3催化材料与大气压冷等离子体共同作用下CO2甲烷化反应中的催化活性,并采用不同测试方法研究制备方法对Ru/γ-Al2O3结构的影响,分析影响Ru/γ-Al2O3催化活性的结构因素,进而探究了Ru/γ-Al2O3-P和Ru/γ-Al2O3-T催化材料的制备机理。研究结果表明:载体γ-Al2O3与大气压等离子体共同作用下CO2转化率为24.8%,主要产物是CO;Ru/γ-Al2O3与大气压等离子体共同作用下的主要产物是甲烷。Ru/γ-Al2O3-T和Ru/γ-Al2O3-P催化材料的CO2转化率分别为66.9%和77.3%。Ru/γ-Al2O3-P较高的催化活性源于其表面Ru还原程度高、Ru/Al原子比高以及Ru单质在载体γ-Al2O3上分散性较好且粒径较小,说明采用大气压H2冷等离子体技术可制备高活性的负载型金属催化材料。     

MWCNTs/多孔ZnO纳米材料的制备及室温NO气敏性研究

为开发室温气敏传感器材料,以Zn(NO3)2.6H2O为锌源、尿素为沉淀剂,在制备水合碱式碳酸锌(Zn4CO3(OH)6.H2O)的过程中加入羧基化的MWCNTs(MWCNT-COOH),焙烧制备了MWCNTs/ZnO复合材料.采用XRD,SEM和TEM等对其进行了分析.结果表明:复合材料中MWCNTs分散均匀,ZnO呈多孔纳米片状,纳米片由多个尺寸在10～20 nm的ZnO颗粒组成;在室温、空气湿度为50%的氛围中测试复合材料对NO的气敏响应发现,复合材料对体积浓度1×10-4的NO气敏响应灵敏度大约是MWCNT-COOH的3倍,明显高于MWCNT-COOH;对比加入不同量MWCNT-COOH制备的3种复合材料对NO的气敏性可知,加入200 mg MWCNT-COOH所制备的复合材料对低浓度(体积浓度≤50×10-6)的NO气体表现出较高的灵敏度.     

溶液燃烧法制备Ni-Al2O3催化剂用于CO2-CH4重整研究

采用溶液燃烧法制备了Ni含量为2wt%、4wt%、6wt%、8wt%和10wt%系列催化剂, 并对反应前后催化剂进行N₂吸附-脱附、XRD、H₂-TPR、TPH、Raman、TEM和TG-DTG等表征。与等体积浸渍法(以溶液燃烧法制备的Al₂O₃为载体)制备的催化剂相比, 溶液燃烧法制备的催化剂具有较大的比表面积, 孔径分布可分为2~4.5 nm和4.5~10 nm两段, 属典型的多级孔结构; NiO高度分散在载体上, 与载体具有较强的相互作用, 这种相互作用有利于提高催化剂的稳定性。催化剂210 h稳定性试验表明, 溶液燃烧法制备的Ni含量为8wt%试样的CH₄转化率维持在90%左右, 失活速率仅为0.035%/h, 优于浸渍法制备的相同Ni含量催化剂。     

沉淀/络合剂对六铝酸盐-氧化铝复合涂层结构及粘附性能的影响

以γ-Al2O3/FeCrAl为基体并提供铝源,采用静态碱络合法制备了镧锰六铝酸盐(LaMn-hexaaluminate,简写LHA)-氧化铝复合涂层LHA-Al2O3。研究了不同沉淀/络合剂(氨水、氢氧化钠、碳酸铵、尿素、乙二胺)对涂层结构、形貌和粘附稳定性能的影响。采用SEM,XRD等对涂层的结构和形貌进行了表征,采用超声波振荡和热冲击对LHAAl2O3/FeCrAl及LHA/LHA-Al2O3/FeCrAl的粘附性能进行了测试,并对催化剂进行了甲烷催化燃烧活性测试。结果表明5个样品的活性结果相近,而氨水样品的粘附性能最好,尿素样品粘附性能最差。说明在保障良好甲烷催化燃烧的前提下,过渡层中嵌入和覆盖的板状LHA颗粒决定了催化剂体系的粘附稳定性。     

WO3基三甲胺气敏传感器的研制

采用溶胶-凝胶法制备了WO3材料,利用扫描电镜、透射电镜等现代分析测试手段,分析了材料的微观结构,并以其为基材掺杂少量的Pd制成了检测鱼鲜度的三甲胺(TMA)气敏传感器.研究发现该传感器具有工作温度低,响应下限低,灵敏度高,选择性及稳定性好等特点.     

铟-锡复合氧化物粉末的制备及甲烷催化燃烧性能研究

采用共沉淀法制备In2O3-SnO2复合粉末,以TEM、XRD、BET等实验手段对催化剂粉体的形貌和结构进行了表征.结果表明制备的催化剂样品颗粒均匀,粒径范围在10～40nm.该复合氧化物对甲烷的催化燃烧表现出了良好的催化活性.最佳制备条件为铟离子摩尔分数为40%,焙烧温度为600℃.     

H_2还原预处理CuO/γ-Al_2O_3催化剂对其催化燃烧甲苯活性的影响

用浸渍法和H2还原预处理法制备两种CuO/γ-Al2O3催化剂,并用N2吸附脱附、XRD、TPR和CO化学吸附对经H2还原处理前后的催化剂进行表征,比较两种催化剂催化氧化(燃烧)甲苯的活性。研究结果表明,与浸渍法制备的CuO/γ-Al2O3催化剂相比,经H2还原预处理,再次焙烧后得到的CuO/γ-Al2O3/HR催化剂对甲苯催化燃烧活性明显提高。XRD和TPR分析表明,H2还原预处理提高了催化剂表面活性组分CuO的分散度、还原能力,同时,还降低了CuO的晶体尺寸,从而提高了催化剂催化氧化甲苯的活性。