微反应器中超声对Cu-ZnO催化剂制备过程的影响

利用超声改变微反应器中的流动混合情况,研究其对Cu-ZnO催化剂制备过程的影响。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和氢气程序升温还原(H_2-TPR)研究沉淀物到催化剂的演变过程中不同超声强度对其影响。结果表明,超声强度增加,初始沉淀物中Cu-Zn分布更均匀,锌孔雀石前驱体中Zn含量增加。焙烧得到的氧化物中铜锌组分分散性更好、相互作用力更强,最终使催化活性升高。研究表明,在微反应器共沉淀过程中的条件变化导致沉淀物的结构差异,在后续结构演变过程中得以保持,并影响催化剂的结构和性能。     

微反应器中水层对Cu-Zn共沉淀过程的影响

探索了利用扩散反应的耦合制备更均匀的铜锌共沉淀物的方法。通过在微反应器中引入水层并调节水层占总流量的比例,制得了高催化活性的Cu/ZnO共沉淀催化剂。采用高倍电镜线扫(HRTEM/EDS)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、N_2O化学反应法分析催化剂微结构的差异以及演变关系。结果显示,水层占比增加,初始沉淀物Cu-Zn分布更加均匀,陈化得到的前体中锌含量增大,焙烧得到的氧化物CuO和ZnO接触面积增加,相互作用力不断增强,最终提升了催化剂催化活性。通过模型数值分析发现,Zn~)2+_较快的扩散速率部分抵消了其反应速率慢导致的不均匀性;随着水层占比增加,形成均匀沉淀的扩散-反应动态平衡区域增加,产物中均匀沉淀物的比例得以提高。     

微反应器中的混合对Cu-ZnO催化剂微结构形成过程的影响

通过对微反应器中流速的调控,研究了混合过程对Cu-ZnO催化剂微结构形成过程的影响。采用Villermaux-Dushman反应体系测量了不同流速下反应器中的混合状况,采用X射线衍射(XRD)、高倍电镜线扫(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)分析了对应流速下制备得到的前体和氧化物的结构。结果显示,混合强度增加,前体中的Cu2+、Zn2+分布更为均匀,绿铜锌矿的比例减小,锌孔雀石中的Zn含量提高;进而导致其热分解形成的氧化物中Cu-Zn分布也更为均匀,Cu O-ZnO界面增加,Cu O晶粒粒径减小。研究表明,沉淀反应时混合条件的改变,导致后续系列中间产物中Cu-Zn分布的差异,通过这一路径,混合对反应的影响最终作用于催化剂结构。     

吸附相反应技术制备Cu基催化剂在甲醇合成第一步反应中的活性

采用吸附相反应技术(APRT)制备了Cu基催化剂,并用XRD、HRTEM、H₂-TPR等表征手段进行了分析。结果表明催化剂中的Cu良好分散于载体表面,粒径在5～10 nm。在液相乙醇体系合成气制甲醇的反应中,该Cu基催化剂对第一步形成中间产物甲酸乙酯的催化活性远高于工业催化剂。APRT制备的催化剂与其他催化剂(包括工业催化剂)在液相合成气制甲醇的两步反应中表现出的显著差异,不仅说明APRT催化剂具有不同的结构特点,也表明甲酸乙酯的形成和进一步的加氢的活性位是不同的。     

吸附相反应技术中物质的吸附和相间分配研究进展

吸附相反应技术是近年来发展起来的主要用于制备纳米复合材料以及纳米催化剂的新型微尺度反应技术.在反应过程中,载体表面吸附层是反应的主要场所,反应物在表面的吸附和在两相间的分配过程决定了反应进行的方式,并影响产物的形态.本文综述了水浓度、温度、吸附质浓度等因素对反应物的吸附过程和平衡吸附率影响,从过程的原理出发,对这些因素的作用规律进行了探讨,形成了较为全面、系统的认识.     

一类带形状参数的三次DP曲线

为使得DP曲线具有形状调节的功能,提出带2个形状参数的三次DP曲线.首先将一类三次DP基函数进行了推广,给出带2个形状参数的三次DP基函数;然后基于该基函数定义带形状参数的三次DP曲线,并讨论形状参数的几何意义,给出关于形状参数的曲线G1,G2连续条件;最后引入位置参数m,使得曲线在端点处的切点位置可以自由调整,曲线设计更为灵活.实例结果表明,带形状参数的三次DP曲线在达到G1,G2连续条件的同时,还可利用形状参数实现对曲线形状的调控作用.     

物质的相间分配对吸附相技术制备Ag/SiO2反应过程的影响

选择两个实验体系,分别研究了抗坏血酸和NaOH两种吸附质在SiO2表面富含水的吸附层与乙醇体相中的分配对在SiO2表面原位制备Ag的影响.结果表明,吸附质在SiO2表面吸附层和乙醇体相中的分配决定了Ag粒子的生成场所和形貌:抗坏血酸主要分配在乙醇体相中,导致Ag粒子的生成反应主要发生在乙醇体相中,生成的Ag粒子粒径较大:NaOH主要分配在吸附层中,导致Ag粒子的生成反应主要发生在吸附层中,生成的Ag粒子粒径较小.在不同NaOH浓度的实验中,随着NaOH浓度由0.0170 g·L-1增至0.404 g·L-1,吸附层和乙醇体相中的NaOH浓度分配比先增加后减小,导致反应的主要场所先由乙醇体相转移到吸附层,再由吸附层转移到乙醇体相,造成Ag晶粒粒径先减少后增加.当NaOH浓度为0.135 g·L-1时,Ag粒子粒径达到最小(约5 nm),且均匀分散在SiO2表面.     

纳米粒子聚集过程的计算机模拟

纳米粒子聚集形成的聚集体在结构上往往具有分形特性 ,描述聚集过程的计算机模型可分为粒子聚集模型和团簇聚集模型 ,前者适用于粒子在电极上的沉积过程 ,后者在普通的气相法和液相法的纳米粒子制备领域中有更高的普适性。根据不同过程中的关键因素 ,发展了扩散控制、反应控制、静电屏蔽、结构重排等模型     

掺杂钒对TiO2薄膜光诱导超亲水性的影响

为了研究钒的掺杂对TiO2薄膜的接触角、晶型及晶粒粒径的关系,采用sol-gel制备了V2O5-TiO2复合薄膜和复合粉末并对其进行表征分析.实验发现,少量钒的加入使接触角下降到10°以下,随着钒摩尔分数的增加,接触角下降趋势变缓.X射线衍射(XRD)分析发现,添加V2O5能抑制TiO2金红石晶型的产生以及晶粒的生长,随着V2O5添加量的增加,金红石晶型质量分数不断减小,当V2O5的摩尔分数达到1.81%时,金红石晶型完全消失,添加摩尔分数为0.23%的V2O5后TiO2锐钛矿晶粒尺寸为27　nm,约为未添加V2O5时的1/2,同时发现薄膜的超亲水性与锐钛矿晶粒尺寸存在相关性.