TiO2薄膜的制备、改性及光催化性能的研究

以铝片为基底,采用阳极氧化法制备氧化铝薄膜作为TiO₂的固定载体。用溶胶-凝胶法制备TiO₂溶胶,通过在氧化铝薄膜载体上浸渍提拉得到TiO₂膜。通过交流电沉积的方法对其掺杂贵金属改性,得到M/TiO₂复合膜。利用紫外-可见光谱法对复合膜进行表征。实验结果表明,利用Al₂O₃可以很好的负载TiO₂溶胶,500 ℃焙烧有利于形成催化能力较好的锐钛矿型TiO₂,掺杂贵金属Ag和Au的TiO₂试样对甲基橙的光催化效果明显优于未掺杂金属的TiO₂试样。     

TiO2复合氧化物的制备及其在加氢脱硫中的应用

对TiO₂、TiO₂-Al₂O₃、TiO₂-SiO₂和TiO₂-ZrO₂载体的制备技术及其在加氢脱硫中的应用进行了综述。研究表明，以TiO₂调变的Al₂O₃、SiO₂和ZrO₂载体能影响MoO₃与Al₂O₃、MoO₃与SiO₂及MoO₃与ZrO₂之间的相互作用，改善MoO₃在载体表面的分散，促进其还原，有利于提高催化剂表面活性组分的数量，提高催化剂的加氢脱硫活性。     

磁性纳米TiO2/SiO2/Fe3O4光催化剂的制备及光催化性能研究

以化学共沉淀法制备的纳米铁氧体Fe₃O₄ 为磁载体,采用溶胶-凝胶法制备易于固液分离回收的新型磁性纳米TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄ 光催化剂。采用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、傅立叶红外变换光谱和紫外可见漫反射光谱等对催化剂进行表征。以酸性大红3R为目标降解物,对催化剂的光催化性能进行了研究。结果表明,磁性纳米TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄ 光催化剂样品混晶中,锐钛矿相TiO₂ 占90%以上,制备的催化剂样品为层状结构,平均颗粒粒径约为(50~80) nm,呈现顺磁性,在外加磁场的作用下,催化剂可与液相迅速分离。同时,磁性纳米TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄ 光催化剂具有较强的光催化活性,在光催化剂用量0.5 g·L^-1 、溶液初始浓度100 mg·L^-1 和光催化反应120 min条件下,酸性大红3R降解率达95%。     

Pd/Al2O3催化剂上CH4选择性还原NO的研究

考察了Pd/Al₂O₃、In/Al₂O₃和Co/Al₂O₃对甲烷选择性还原NO的催化活性。结果表明，采用浸渍法制备的Pd/Al₂O₃、In/Al₂O₃和Co/Al₂O₃三种催化剂，在有氧气氛下，用CH₄作还原剂催化还原NO时，Pd/Al₂O₃催化剂的活性最佳，热稳定性好，在550 ℃，用CH₄选择还原NO，Pd/Al₂O₃催化剂表现出较强的催化能力，NO的转化率达到100%。在高空速实验中，该催化剂亦表现出较高的活性，其活性顺序为Pd/Al₂O₃>In/Al₂O₃>Co/Al₂O₃。实验研究了助催化剂、氧含量以及空速对Pd/Al₂O₃催化剂活性的影响。     

反应条件对Ni-Mo/TiO2-Al2O3催化剂上噻吩加氢脱硫的影响

采用溶胶-凝胶技术，从Al₂O₃载体的表面改性出发，制备了TiO₂-Al₂O₃复合载体，用此改性载体制备了NiMo/TiO₂-Al₂O₃催化剂；在中压固定床微反装置上考察了反应条件对噻吩加氢脱硫活性的影响。结果表明，在反应温度260～270 ℃、氢分压3.0 MPa、空速3.0～5.0 h^－1及氢油体积比480～550条件下，噻吩的转化率可达100％。     

浸渍法制备SO42-/TiO2-La2O3及其光催化氧化性能

不同硫酸浓度条件下,利用浸渍法处理TiO₂-La₂O₃,制得系列固体超强酸SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃。通过XRD、FT-IR、TG-DTA和UV-Vis表征,揭示SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃的微观结构和内在规律性。以邻硝基苯酚为探针反应,考察SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃光催化性能。结果表明,SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃的光催化活性明显高于TiO₂-La₂O₃,SO₄^2-/TiO₂-La₂O₃的催化活性取决于H₂SO₄浓度,浸渍液中H₂SO₄的合适浓度为0.5 mol·L^-1,掺杂La₂O₃适宜的物质的量分数为0.5%,最佳焙烧温度为500 ℃。     

Co-M/Al2O3上环己烷的选择性氧化研究

采用溶胶-凝胶法制备了Co-M/Al₂O₃(M=Cu，Zn，Ni)催化剂。在没有任何有机溶剂或助剂的条件下，研究了以空气为氧化剂的环己烷选择性氧化。所制备四种催化剂的活性为Co-Ni/Al₂O₃ >Co/Al₂O₃ >Co-Zn/Al₂O₃ >Co-Cu/Al₂O₃。在Co-Ni/Al₂O₃中Co、Ni的质量分数分别为4.0%和3.0%时活性最好。以Co-Ni/Al₂O₃为催化剂，在4.5 MPa、443 K下反应120 min，环己烷转化率达9.9%，环己酮和环己醇的总选择性达94.6%，n(酮)∶n(醇)为2.8。Co-Ni/Al₂O₃催化剂连续使用五次后活性基本不变。     

V2O5/Al2O3上异丁烷脱氢反应研究

用浸渍法制备了质量分数为12%V₂O₅/Al₂O₃负载型催化剂，考察了催化剂的活化气氛，反应中异丁烷与氢气的比例和反应温度对异丁烷脱氢活性的影响。结果表明，用N2作活化气，反应中异丁烷与氢气的体积比为1∶1时，在质量分数为12%的V₂O₅/Al₂O₃催化剂上异丁烷脱氢转化率和选择性较好，在625 ℃时，转化率达到52%，选择性为80%。     

引入Al2O3对SO42-/ZrO2固体超强酸的影响

用共沉淀法制备了一系列对SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂,详细研究了添加Al₂O₃对SO₄^2-/ZrO₂超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和正丁烷异构化反应的影响。添加Al₂O₃会延迟ZrO₂的晶化和晶相转变,增强SO₄^2-/ZrO₂体系的超强酸性和正丁烷异构化反应的活性、稳定性。     

新型Pt/Al2O3苯加氢催化剂研制

在模拟苯加氢制环己烷工业装置建成的催化剂原粒度活性评价装置上，研究气相苯加氢制环己烷的Pt/Al₂O₃催化剂，主要考察催化剂制备方法、Al₂O₃载体物化性能和不同竞争吸附剂对催化剂性能的影响，提出了苯加氢制环己烷最佳的催化剂推荐工艺操作条件。与参比样对比表明，研制的Pt/Al₂O₃苯加氢催化剂性能达到参比催化剂的水平，催化剂侧压强度明显高于参比催化剂。     

环己烷直接氧化制丁二酸酐催化剂结构与催化性能研究

以气态环己烷催化氧化脱氢制丁二酸酐为目标反应，采用溶胶-凝胶法制备以TiO₂-Al₂O₃为复合载体的系列纳米催化剂，借助DTA-TG、FT-IR、TEM和XRD等测试手段对载体及其催化剂进行表征， 并进行活性评价。结果表明，复合载体中TiO₂基本上没有破坏γ-Al₂O₃的骨架结构，载体中的Al₂O₃和载体上V₂O₅的添加均能改变TiO₂的晶型转型温度。AlO与Ti—O相互作用后形成Al—O…Ti—O。在晶型转变的同时，可以实现V⁵⁺向V⁴⁺的转变，添加P₂O₅后，可以改变V⁵⁺/V⁴⁺。晶格氧是实现目标反应的供氧中心，V⁵⁺和V⁴⁺是其脱氢中心，当两种活性中心匹配时，可获得较高的转化率和选择性。     

Co-Mo-K/Al2O3系耐硫变换催化剂硫化过程的研究

以工厂实用的加有CS₂的半水煤气为硫化气源,采用TG、DTA、SEM、EDS、XRD等表征技术,对Co-Mo-K/Al₂O₃系耐硫变换催化剂的各个组份及其组合试样进行了恒温硫化及程序升温硫化实验研究。全面考察了温度对硫化过程的影响,比较了不同活住组份的硫化行为,探讨了各组份在硫化过程中的作用。     

NiMo/ZrO2-Al2O3柴油深度加氢脱硫催化剂的研究

以ZrOCl₂·8H₂O和Al₂O₃为原料,采用包覆法制备了一系列不同ZrO₂含量的ZrO₂-Al₂O₃复合载体,并用等体积浸渍法负载活性金属,制备了相应的NiMo/ZrO₂-Al₂O₃加氢脱硫催化剂,以柴油为原料考察了催化剂的加氢脱硫活性,利用XRD、N₂吸附和UV-Vis DRS等技术对催化剂及载体的基本物性进行了表征。结果表明,在催化剂载体中引入适量的ZrO2,保持了Al₂O₃载体的孔道结构,降低了活性金属和载体的相互作用,有利于提高催化剂的柴油加氢脱硫活性,当载体中ZrO₂质量分数为10%时,催化剂表现出最高的催化活性,脱硫率达99.25%,产品中硫低于10 μg·g^－1,满足柴油欧-Ⅳ的硫含量标准。     

负载氧化钼催化剂催化氧化脱硫研究

浸渍法制备了MoO₃/TiO₂催化剂,并对其进行了X射线衍射以及拉曼光谱分析。以正辛烷为溶剂,二苯并噻吩为模型硫化物组成模拟油品,以MoO₃/TiO₂为催化剂（以MoO₃/Al₂O₃作对比）,在H₂O₂-CH₃COOH体系中对模拟油品的氧化脱硫进行了研究。考察了活性组分MoO₃负载量、氧化剂用量、乙酸用量、反应时间以及反应温度等因素对二苯并噻吩脱除的影响。实验结果表明,相对MoO₃/Al₂O₃,MoO₃/TiO₂具有更好的催化氧化脱硫性能;同时MoO₃负载量、乙酸加入量和过氧化氢加入量以及反应温度对二苯并噻吩的氧化脱除均有影响。     

铜锰氧化物水煤气变换催化剂的还原与催化性能

以CuSO₄·5H₂O和MnSO₄·H₂O为前驱物,NaOH为沉淀剂,选用共沉淀工艺,添加Al₂O₃、BaO+Al₂O₃、ZrO₂+Al₂O₃或CeO₂+Al₂O₃粉末作为催化助剂,制备了4种铜锰氧化物水煤气高温变换催化剂。X射线衍射分析表明,4种铜锰氧化物催化剂的主要化学成分为氧化铜和氧化锰系化合物以及锰钡、铜锰和铜锰铝复合氧化物;在催化水煤气变换反应(WGSR)后,4种铜锰氧化物的化学成分发生了变化。H2还原实验结果表明,在4种铜锰氧化物中,添加ZrO₂+Al₂O₃的铜锰氧化物H₂还原效率最好;而添加CeO₂+Al₂O₃的铜锰氧化物H2还原效率最小。对WGSR出口气中CO体积分数进行对比分析可知,分别添加Al₂O₃和CeO₂+Al₂O₃铜锰氧化物催化剂的变换活性较好。     

Ag对Pd/Al2O3催化分解NO反应的促进作用

研究了不同含量的银对Pd/Al₂O₃催化分解NO反应活性的影响。结果表明，低温下，Pd/Al₂O₃催化剂对NO的分解反应活性不高；反应温度达到720 ℃时，NO分解活性迅速上升。O₂-TPD研究表明，Pd/Al₂O₃上氧的脱附速率也是在720 ℃左右达到最大值，因此，在温度低于720 ℃时，氧从催化剂表面的脱附是NO分解反应的速率控制步骤。Pd/Al₂O₃中添加适量的Ag对NO分解反应有促进作用。O₂-TPD研究表明，这种促进作用与Pd表面氧物种的起始脱附温度向低温移动有关。     

放电等离子体驱动光催化降解甲苯研究

制备了负载型催化剂^_Al2O3/Ni和TiO₂/Al₂O₃/Ni。以催化剂作高压电极,采用介质阻挡放电反应器（DBD）降解低浓度的甲苯。研究了有无催化剂、甲苯初始浓度、气体停留时间和吸附性能对甲苯降解的影响。结果表明,负载光催化剂后,甲苯转化率由45.3％提高到82.7％,能量效率由0.85 g·（kW·h）^-1提高到1.73 g·（kW·h）^-1;甲苯转化率随初始浓度提高或停留时间减少而降低;10 kV电压下,等离子体催化表现出较好的协同效应。催化剂的吸附作用促进了甲苯的转化,提高了CO₂的选择性, CO₂与CO的选择性之比由1.96提高到5.64。吸附作用越强,提高越明显。     

脱除NOx复合催化剂的研究

研究了以莫来石质多孔陶瓷作载体、溶胶-凝胶法Al₂O₃ 和TiO₂涂层作为扩表剂和Cu作为活性组分的系列催化剂的制备及催化活性分析。试验以NH₃为还原剂催化还原NOx,在自制NOx催化还原装置上,系统地考察了制备方法、Cu活性组分负载量和焙烧条件等因素对催化剂活性的影响。利用光学显微照片和XRD等表征方法对催化剂的物相结构进行了研究。     

CuO-ZnO/RexCe1-xOy /Al2O3催化剂的水煤气变换活性及其表面拓扑结构

以Al2O3球（3 mm）为主载体,采用浸渍与焙烧工艺,制备水煤气低温变换催化剂〖JP〗CuO-ZnO/Re_xCe_1-xO_y /Al₂O₃（Re=Y、Nd）。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对催化剂的化学组成和表面形貌进行测试与表征。结果表明,CuO-ZnO/Nd_xCe_1-xO_y /Al₂O₃催化剂的变换活性优于CuO-ZnO/Y_xCe_1-xO_y /Al₂O₃催化剂。利用复杂网络方法对CuO-ZnO/Re_xCe_1-xO_y /Al₂O₃（Re=Y、Nd）催化剂的表面形貌进行建模,并对网络主要拓扑参数进行计算。表面形貌网络拓扑结构分析表明,导致两种催化剂在水煤气变换活性方面产生巨大差异的原因与催化剂的表面形态无关。     

V2O5/TiO2基SCR脱硝催化剂的制备及其催化性能

采用纳米TiO₂为催化剂载体原料,V₂O₅为催化剂,通过混合、球磨、干燥和焙烧等工艺制备选择性催化还原脱硝法催化剂,研究了催化剂的制备工艺和催化性能。通过差热分析研究催化剂的相变和烧结温度,通过模拟烟气分析装置表征催化剂的催化性能。结果表明,加入V₂O₅可以提高催化性能,以6%V₂O₅-94%TiO₂为配方的催化剂对NO的脱除率达97.5%,温度窗口为（300～420） ℃。