MoO_3/g-C_3N_4催化剂的制备及其氧化脱除模拟油中的硫化物

采用高温煅烧MoO_3和g-C_3N_4混合物制备了不同MoO_3含量的MoO_3/g-C_3N_4催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和N2吸附脱附对催化剂的结构和性能进行了表征。以MoO_3/g-C_3N_4作为催化剂,H_2O2为氧化剂,离子液体为萃取剂研究了反应体系的氧化脱硫性能。这项研究中考察了不同煅烧温度下制得的催化剂、负载量、氧化剂使用量、催化剂加入量、反应温度、萃取剂使用量、反应时间、硫化物类型等不同反应参数对脱硫率的影响。结果表明,在H_2O2的使用量为0.2m L,MoO_3/g-C_3N_4加入量为0.03g,1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯离子液体1.0m L,反应温度为70℃,反应时间60min的最佳工艺条件下,24%-MoO_3/g-C_3N_4催化剂脱硫率可以达到94.8%,催化剂循环使用5次后活性没有明显下降。此外,研究了MoO_3/g-C_3N_4在离子液体中的催化氧化反应机理。     

甲基咪唑盐酸盐/草酸型低共熔溶剂的制备及其在模拟油中氧化脱硫中的应用

通过简单加热并搅拌甲基咪唑盐酸盐和草酸的混合物合成了甲基咪唑盐酸盐/草酸（[HMIM]Cl/H₂C₂O₄）型酸性低共熔溶剂,以[HMIM]Cl/H₂C₂O₄为萃取剂和催化剂、H₂O₂为氧化剂催化氧化法脱除模拟油中的二苯并噻吩,考察不同的脱硫体系、反应温度、催化剂加入量、氧硫比、模拟油中含硫化合物类型对脱硫率的影响。实验表明,在反应温度为40℃、模拟油量为5 ml、[HMIM]Cl/H₂C₂O₄加入量为1.25 ml、O/S 12、反应时间为140 min的最佳反应条件下二苯并噻吩的脱除率可以达到92.2%。动力学分析表明,该氧化脱硫体系符合一级反应动力学方程。循环使用7次后催化剂的活性没有明显降低。     

g-C3N4/Fe3O4/MnO2光催化剂制备及光催化性能研究

以尿素和铁盐为原料，负载了MnO₂，利用原位沉淀法与煅烧法制备g-C₃N₄/Fe₃O₄/MnO₂复合材料。使用XRD、FT-IR、UV-Vis DRS对合成的部分光催化剂进行表征。结果表明：g-C₃N₄为类石墨的层状结构，Fe₃O₄和Mn O₂通过分子间作用力与g-C₃N₄复合。在不同反应条件下的可见光诱导的光催化实验表明，当m(Mn)∶m(g-C₃N₄/Fe₃O₄)=1∶1时，g-C₃N₄/Fe₃O₄/MnO₂复合材料具有出色的降解污染物的能力，其中光降解反应的优化条件为g-C₃N     

g-C3N4/泡沫陶瓷的光催化烟气脱硫性能

采用XRD和FT-IR对制备的g-C₃N₄光催化剂进行表征,使用气固光催化反应器考察60 ℃条件下g-C₃N₄/泡沫陶瓷的SO₂光催化氧化性能,包括吸附性能和光催化脱硫活性。结果表明,负载g-C₃N₄光催化剂的泡沫陶瓷,对SO₂的吸附容量性能大大提高;g-C₃N₄/泡沫陶瓷在H₂O和O₂同时存在时的光催化脱硫活性最好,脱硫率86.9%。     

I2/Bronsted酸性离子液体介导的ε-环己内酯的合成研究

以I₂/Bronsted酸性功能化离子液体1-羧甲基-3-甲基咪唑硫酸氢根盐(［MCMIM］HSO₄)作为反应体系,H₂O₂（35%）为氧化剂,考察环己酮的Baeyer-Villiger氧化反应,结果表明,n（环己酮）∶n（H₂O₂）∶n（离子液体）=1∶3.5∶（0.2～0.6）时,只需加入微量I₂,反应即可在室温下顺利进行,反应时间2 h,ε-环己内酯收率72.7%～78.2%。离子液体经萃取、减压蒸馏除水和真空干燥即可循环使用,循环使用3次,产物酯收率略有下降。     

MoO3-x/SiO2催化剂的制备及其在氧化脱硫中的应用

以钼酸铵为前驱体、亲水性SiO₂为载体,采用等体积浸渍法制备了负载型MoO_3-x/SiO₂系列催化剂。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、紫外光谱(UV-Vis)、N₂吸附-脱附、X射线光电子能谱仪(XPS)和氢气程序升温还原(H₂-TPR)等技术手段对催化剂性质进行表征。以乙腈为萃取剂、过氧化氢为氧化剂的氧化脱硫反应中,研究了催化活性与催化剂表面性质的内在规律关系。结果表明,MoO_3-x活性组分的团聚是抑制氧化脱硫活性的主要原因,适宜的焙烧温度有利于获得所需活性位点且分散性高的催化剂,可有效对H₂O₂快速活化,提高DBTs脱硫率。在焙烧温度为350℃、O/S摩尔比为3、反应温度为60℃的最佳脱硫条件下,苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)的脱除率分别为77.2%、99.3%、96.4%。该催化体系中DBT的脱除率可达到国家脱硫标准(<10μg...     

TiO2–g-C3N4/BMMS光催化氧化脱硫催化剂

为了提高TiO₂的光催化氧化脱硫(PODS)活性,利用负载和复合的协同作用,将TiO₂与g-C₃N₄复合,并负载于双介孔二氧化硅(BMMS)上,制备了TiO₂–g-C₃N₄/BMMS。以含二苯并噻吩(DBT)的十二烷溶液为模拟油,评价了催化剂的催化性能;优化了反应条件并提出了催化反应机理。结果表明:TiO₂–g-C₃N₄/BMMS具有明显的双介孔结构,TiO₂与g-C₃N₄已实现复合并负载于BMMS上,TiO₂–g-C₃N₄活性组分在载体上分散良好,与单一TiO₂相比对光的吸收能力增强,催化活性有明显提高,优化后的反应条件为,催化剂用量3%(质量分数),O/S摩尔比为10:1,萃取剂与模拟油体积比为1:1,此时脱硫率可达96.6%,且重复使用8次后脱硫率仍保持85%以上,PODS过程中的主要活性中间物种是·O₂^–和h⁺。     

MoO3/g-C3N4复合材料的制备及光催化性能

以三聚氰胺和四水合钼酸铵为前驱体,采用水热法制备了MoO₃/g-C₃N₄复合光催化剂。利用X-射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）及紫外-可见漫反射仪（DRS）等对制备的样品进行了表征。表征结果显示,棒状的三氧化钼负载在层状C₃N₄表面,复合材料的光吸收能力有一定的增强。材料可见光催化降解亚甲基蓝（MB）溶液的实验表明,三氧化钼和g-C₃N₄所复合产生的异质结具有较好的吸收光强度及催化降解性能,尤其是5%（质量分数）MoO₃/g-C₃N₄复合材料光催化降解率最好,达到95.7%,高于纯三氧化钼和g-C₃N₄。自由基与空穴捕获实验表明,·O₂^-是光催化反应中的主要活性物种。MoO₃/g-C₃N₄复合材料在4个循环周期内表现出了优异的稳定性。     

H4SiW12O40/SiO2催化正丁醛自缩合反应

正丁醛自缩合合成辛烯醛是工业生产辛醇的重要步骤之一。首先考察了3种杂多酸H₃PW₁₂O₄₀、H₄SiW₁₂O₄₀和H₃PMo₁₂O₄₀对正丁醛自缩合反应的催化性能,发现H₄SiW₁₂O₄₀的催化性能最好。其次,利用浸渍法制备了负载型H₄SiW₁₂O₄₀催化剂,考察了载体和制备条件对催化剂性能的影响,确定以SiO₂为载体,H₄SiW₁₂O₄₀负载量为50%（质量分数）,在150℃焙烧2 h的制备条件。探讨了反应条件对催化剂性能的影响,确定了适宜反应条件：催化剂与正丁醛的质量比为0.15,反应温度120℃,反应时间6 h。在此条件下,正丁醛的转化率为90.4%,辛烯醛的选择性为89.2%。通过对催化剂进行ICP-AES分析和XRD表征,发现活性组分流失是造成催化剂稳定性差的主要原因。为减缓H₄SiW₁₂O₄₀的流失,以[emim]BF₄离子液体为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了H₄SiW₁₂O₄₀/SiO₂催化剂,实验结果表明,催化剂稳定性有一定程度的提高。     

基于α-FeOOH催化H2O2蒸气的低温烟气脱硝实验

针铁矿是分布广泛、储量丰富的铁氧化物，其主要成分为α-羟基氧化铁（α-FeOOH）。为了探究针铁矿在催化H₂O₂烟气脱硝反应中的性能，本文通过沉淀-水解法制备了α-FeOOH，并在自行搭建的实验台上开展了α-FeOOH催化H₂O₂的低温烟气脱硝实验研究，深入分析了H₂O₂流量、H₂O₂浓度、汽化温度、反应温度和共存气体浓度等工况参数对脱硝性能的影响。采用离子色谱（IC）分析了单独脱硝反应和同时脱硫脱硝反应后的含氧酸成分，结合各项表征分析技术考察了催化剂反应前后的理化特性和稳定性。实验结果显示，随着汽化温度和反应温度的升高，NO的脱除效率先增加后降低；增加H₂O₂浓度对脱硝效率有明显的促进作用。当汽化温度为140℃、反应温度为160℃时，以2.5mL/h注入10mol/L的H₂O₂脱硝效率达到80%。当SO₂浓度为1000μL/L时，脱硝效率提高至86.4%。离子色谱分析结果显示，单独脱硝反应和同时脱硫脱硝反应后含氧酸产物为HNO₃和H₂SO₄。反应前后催化剂的表征结果显示，α-FeOOH在脱硝反应后依然具有良好的稳定性，显示出针铁矿在低温烟气脱硝工艺中的潜在应用前景。     

CuO/g-C_3N_4复合光催化剂光催化降解甲基橙

选用Cu(NO_3)_2和g-C_3N_4为原料,将两种原料溶解,蒸发,500℃焙烧制得CuO/g-C_3N_4复合光催化剂,在太阳光下催化降解甲基橙。结果表明,通过正交实验得到最佳反应条件为:甲基橙溶液pH=3.8,温度(15~25)℃,CuO与g-C_3N_4质量比3∶10,催化剂用量10 mg,反应时间3 h,甲基橙最大降解率为64.6%。     

Mechanistic evidence of the partial oxidation of methane to formaldehdye over silica based oxide catalysts by temperature programmed reaction studies

The catalytic behaviour of SiO₂ supported MoO₂ and V₂O₅ catalysts in the partial oxidation of methane to formaldehyde with O₂ (MPO) in the range 400–800°C has been investigated by temperature programmed reaction (TPR) tests. Both the sequence of the onset temperature of product formation and the product distribution patterns signal that MPO on silica based oxide catalysts occurs mainly via a consecutive reaction path: CH₄ → HCHO → CO → CO₂. At T >/ 700°C a parallel surface assisted gas-phase reaction pathway leads to the formation of minor amounts of C₂ products both on SiO₂ and MoO₃/SiO₂ catalysts. The redox properties of MoO₃/SiO₂ and V₂O₅SiO₂ catalysts have been systematically evaluated by H₂ and CH₄ temperature programmed reduction (H₂-TPR, CH₄-TPR) measurements. H₂-TPR results do not account for the reactivity scale of oxide catalysts in the MPO. CH₄-TPR measurements indicate that the enhancement in the specific activity of the silica is controlled by the capability of MoO₃ and V₂O₅ promoters in providing ‘active’ lattice oxygen species.     

MoO_3-CeO-Co_3O_4催化剂CO催化氧化及耐硫性能

采用共沉淀法和浸渍法联用制备不同Mo质量分数的x MoO_3-6CeO-Co_3O_4催化剂,测试催化剂催化氧化CO效率及其耐硫性能,并对催化剂进行BET、SEM、FT-IR和H2-TPR等表征。结果表明,MoO_3的添加可以提高催化剂低温活性,5.61MoO_3-6CeO-Co_3O_4催化剂低温活性最佳,40℃时CO去除率达98%,耐硫性能达90 min。     

ZrO2/SiO2催化剂的制备及其氧化脱硫性能研究

以己内酰胺-八水氧氯化锆低共熔溶剂为添加组分,采用溶胶-凝胶法合成含锆的硅胶,再经过高温煅烧得到n-ZrO₂/SiO₂ （n=2%,4%,6%） 负载型催化剂。并用红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、N₂吸附-脱附、X射线光电子能谱（XPS）对其进行结构表征,确定ZrO₂成功负载到SiO₂上。以ZrO₂/SiO₂为催化剂和吸附剂,H₂O₂为氧化剂组成催化氧化脱硫体系,并应用于模拟油脱硫。分别考察了氧化锆负载量、反应温度、氧硫比、催化剂加入量及不同类型的硫化物对脱硫效果的影响。实验结果表明,在反应温度为70℃、n（H₂O₂）/n（S）=4（摩尔比）、4%-ZrO₂/SiO₂的加入量为0.2 g的最佳反应条件下,氧化脱硫体系对二苯并噻吩（DBT）、4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）和苯并噻吩（BT）的脱除率分别为98.7%、93%和65.9%。且4%-ZrO₂/SiO₂回收利用5次后,DBT脱除率仍可达到91.8%。     

MgO-supported Mo, CoMo and NiMo sulfide hydrotreating catalysts

The most common preparation of high surface area MgO (100–500 m² g⁻¹) is calcination of Mg(OH)₂ obtained either by precipitation or MgO hydration or sol–gel method. Preparation of MoO₃/MgO catalyst is complicated by the high reactivity of MgO to H₂O and MoO₃. During conventional aqueous impregnation, MgO is transformed to Mg(OH)₂, and well soluble MgMoO₄ is easily formed. Alternative methods, that do not impair the starting MgO so strongly, are non-aqueous slurry impregnation and thermal spreading of MoO₃. Mo species of MoO₃/MgO catalyst are dissolved as MgMoO₄ during deposition of Co(Ni) by conventional aqueous impregnation. This can be avoided by using non-aqueous impregnation. Co(Ni)Mo/MgO catalysts must be calcined only at low temperature because Co(Ni)O and MgO easily form a solid solution. Literature data on hydrodesulfurization (HDS) activity of MgO-supported catalysts are often contradictory and do not reproduced well. However, some results suggest that very highly active HDS sites can be obtained using this support. Co(Ni)Mo/MgO catalysts prepared by non-aqueous impregnation and calcined at low temperature exhibited strong synergism in HDS activity. Co(Ni)Mo/MgO catalysts are much less deactivated by coking than their Al₂O₃-supported counterparts. Hydrodenitrogenation (HDN) activity of Mo/MgO catalyst is similar to the activity of Mo/Al₂O₃. However, the promotion effect of Co(Ni) in HDN on Co(Ni)Mo/MgO is lower than that on Co(Ni)Mo/Al₂O₃.     

Facile ultrasonic-assisted synthesis of micro–nanosheet structure Bi4Ti3O12/g-C3N4 composites with enhanced photocatalytic activity on organic pollutants

The Bi₄Ti₃O₁₂/g-C₃N₄ composites with microsheet and nanosheet structure were prepared through facile ultrasonic-assisted method. The SEM and TEM results suggested that the nanosheets g-C₃N₄ were stacked on the surface of regular Bi₄Ti₃O₁₂ sheets. Comparing with pure Bi₄Ti₃O₁₂ and g-C₃N₄, the Bi₄Ti₃O₁₂/g-C₃N₄ composites showed significant enhancement in photocatalytic efficiency for the degradation of RhB in solution. With the mass ratio of g-C₃N₄ increasing to 10 wt%, the Bi₄Ti₃O₁₂/g-C₃N₄-10% presented the best photocatalytic activity. Its photocatalysis reaction constant was approximately 2 times higher than the single component Bi₄Ti₃O₁₂ or g-C₃N₄. Meanwhile, good stability and durability for the Bi₄Ti₃O₁₂/g-C₃N₄-10% were confirmed by the recycling experiment and FT-IR analysis. The possible mechanism for the improvements was the matched band positions and the effective separation of photo-excited electrons (e^-) and holes (h⁺). Furthermore, based on the results of active species trapping, photo-generated holes (h⁺) and superoxide radical (·O₂^-) could be the main radicals in reaction.