CuO/CeO2催化剂的制备及低温催化CO性能测试

采用化学共沉淀法制备了CuO/CeO2催化剂,并用XRD,HRTEM和FT-IR等对样品进行了表征,利用微反色谱装置测定了其CO低温氧化活性.主要考察了反应温度对催化剂结构和性能的影响.结果表明,共沉淀反应温度影响CuO/CeO2的物性(形貌、粒度大小及分布等)和催化活性.在共沉淀反应温度为40℃时,CuO/CeO2催...     

CuO修饰TiO2纳米管的沉积-沉淀法制备及其催化CO氧化性能

以钛酸纳米管和Cu(NO3)2为前驱体,采用沉积-沉淀法制备CuO修饰TiO2纳米管(CuO/TiO2NTs)。通过TEM(透射电子显微镜)、XRD(X射线衍射)和XPS(X射线光电子能谱)表征材料的结构,并研究制备过程中pH值对所得CuO/TiO2 NTs催化CO氧化活性的影响。研究表明,通过沉积-沉淀法可以制备高活性的CuO/TiO2NTs,随溶液的pH值升高,铜的负载量变少,而且不易被还原的二价铜含量升高,导致催化剂的活性变差。     

单分散纳米CeO_2和Cu-Ce-O催化剂的制备、表征及其催化性能

以硝酸铈、硝酸铜和氢氧化钠为原料,使用超声双雾化工艺实现微区反应制备了纳米CeO2粉体和掺铜CeO2复合粉体,并利用XRD、TEM、HR-TEM、FT-IR和BETN2等手段对其成分、物相结构、形貌及颗粒大小进行表征;并将所制备的粉体作为催化剂考察其对CO的催化氧化性能.结果表明,所制备的纳米CeO2粉体和掺铜CeO2复合粉体粒径均为4～5 nm,球形,粒度分布均匀,且单分散性好;CeO2催化剂粉体粒径越小、比表面积越大,对CO的催化氧化活性越高;Cu-Ce-O催化荆对CO具有最好的催化氧化活性,表明铜的掺入有利于明显提高CeO2催化剂在CO催化氧化反应中的低温活性,降低起燃温度.     

Au/CexZr1-xO2催化剂乙醇部分氧化催化性能的研究

用共沉淀法制备了一系列不同铈锆摩尔比CexZr1-xO2,并用沉积沉淀法制备了Au/CexZr1-xO2催化剂,以乙醇部分氧化制氢为探针反应,研究了Zr掺杂对Au/CeO2催化剂乙醇部分氧化性能的影响,并运用XRD、TEM、TPD、BET等方法对催化剂进行了表征.结果表明,Zr掺杂使Au/CeO2催化剂的颗粒分散更均匀...     

针状纳米CuO的制备及其催化性能研究

研究了水热反应条件对纳米CuO结构和形貌的影响.采用XRD、FTIR、TEM等测试手段对产物进行了表征,并用热分析法考察了不同粒径纳米CuO对高氯酸铵(AP)分解的催化作用.结果表明通过调节反应物浓度可以控制针状CuO直径在8～15nm,通过控制反应温度和反应时间可以得到CuO和Cu2O两种产物.不同粒径的纳米CuO均能强烈催化AP的分解,其中8nm的针状纳米CuO催化活性最强,可使AP高温分解峰降低93.64℃,分解放热量由590.12J/g增至1390J/g.     

不同配体Ce-MOFs衍生的CeO2催化剂的制备及催化性能研究

通过水热合成法合成了有机配体不同的前驱体铈基金属-有机骨架,经过400℃煅烧得到CeO₂催化剂用于催化氧化甲苯,并研究了催化剂的性能。结果表明,在反应温度为180～260℃、质量空速为60000mL/(g·h)条件下,催化剂活性顺序为CeO₂-B>CeO₂-M>CeO₂-A(B、M、A分别是有机配体4,4′-联吡啶、2-甲基咪唑、2-氨基对苯二甲酸的英文首字母)。CeO₂-B在215℃对甲苯的降解率达到92.9%,在30h稳定性测试中保持优异的催化性能,其优异的催化活性得益于较大的比表面积(126.72m²/g)、孔容(0.19cm³/g)、平均孔径(5.44nm)、较高的Ce³⁺含量(19.97%)和表面化学吸附氧含量(43.63%)。X射线衍射、全自动比表面积分析仪、扫描电子显微镜、氢气-程序升温还原、X射线光电子能谱等表征证明,有机配体会影响催化剂的比表面积、孔容、孔径和粒径等物理性质。     

NiO-MnO2/Al2O3催化臭氧化催化剂的制备及性能

采用浸渍法,以Al2O3为载体,制备了氧化镍和氧化锰复合的双组分负载型金属催化臭氧化催化剂.以松花江江水中UV254的去除率作为催化剂活性指标,通过正交试验,寻找催化剂的最佳制备工艺.实验结果表明:催化剂的最佳制备工艺为浸渍3h,活性组元体积比1:1,90℃干燥2h,400℃焙烧4h.通过扫描电镜对催化剂结构进行了表征;通过TG-DTA测试,分析了催化剂的热分解过程中反应速率、热效应和物质变化过程;运用XPS分析了催化剂表面元素的组成情况,催化剂的主要活性成分为MnO2.     

纳米CeO2的制备技术及其催化领域的应用

通过比较多种制备纳米材料的方法,认为外场溶胶凝胶技术是制备纳米二氧化铈较好的方法,其具有产品质量好、成本低、易产业化的特点.纳米级CeO2具有比表面大、表面活性高和氧化还原变价特征,非常适用于催化材料.介绍了纳米CeO2在汽车尾气催化、化学催化、燃烧催化等方面的应用情况.     

纳米Au/C催化剂的制备及催化应用研究

选择柠檬酸钠还原法制备尺寸可控的胶体Au纳米粒子溶液,用TEM和UV-Vis吸收光谱对Au纳米粒子的尺寸及形貌进行了表征。然后将Au纳米粒子负载于活性炭上制得了Au/C催化剂。将Au/C催化剂用于液相催化氧化葡萄糖和乙二醛反应,结果表明Au/C催化剂的催化活性较高,这一制备方法较为成功。并对催化反应机理进行了探讨。     

浅析加料方式对CuO／ZnO／Al2O3／MgO催化剂性能的影响

本文采用沉淀法制备CuO／ZnO／Al2O3／MgO催化荆,研究加料方式对催化剂性能的影响。结果表明：采用两步法制备的催化剂的Cu、Zn、Al含量最高,CuO和ZnO相互分散程度最好,比表面积最大。本研究结果为沉淀法制备CuO／ZnO／Al2O3／MgO催化剂提供了实用的参考价值。     

介孔介晶Ce1-xSmxO2固溶体的合成及其催化性能研究

以乙酸盐为原料,三嵌段共聚物P123为模板,采用溶剂诱导自组装法(EISA)合成介孔介晶Ce1-x-Smx O2固溶体。利用X射线衍射、N2吸-脱附、X射线光电子能谱和氢气-程序升温还原等测试手段对样品的形貌和结构进行了表征。结果表明:样品属于立方萤石结构,平均颗粒尺寸为7.65nm,孔径分布在2.0～3.8nm之间,平均比表面积为96m2/g。介孔介晶Ce1-x Smx O2材料对亚甲基蓝模拟染料废水具有良好的脱色能力,在反应120min时脱色率基本超过70%。     

CuO/Ce_(1-x)Zr_xO_2催化剂的合成及表征测试

采用共沉淀法制备了一系列CuO/Ce_(1-x)Zr_xO_2催化剂,考察了催化剂中氧化铜的含量、载体中的铈锆比和焙烧温度对催化剂活性的影响。利用XRD对所制催化剂的晶相结构进行了表征;H2-TPR研究了催化剂的氧化还原能力;以NO的转化效率作为评价指标,进行了催化活性评价。测试结果表明450℃焙烧的催化剂活性较好,在同一铈锆固溶体上负载不同比例的CuO,对于x%CuO/Ce_(0.9)Zr_(0.1)O_2负载CuO量为11.5%、温度达到190℃时,NO转化率达到50%;300℃时NO转化率接近100%。不同铈锆比对催化剂活性具有一定的影响,对于11.5%CuO/Ce_(1-x)Zr_xO_2系列催化剂,当x=0.1时活性较好,完全转化温度比纯铈基载体降低了50℃。     

可控制备磁性四氧化三铁-金纳米复合颗粒及其催化性能研究

随着纳米催化剂的不断发展, 基于纳米金的多功能复合材料以其高效的催化性能而受到广泛关注。本研究采用简单可控的原位还原法, 制备了一种粒径均一、分散性良好、可快速磁分离且具有高催化活性与催化稳定性的磁性四氧化三铁-金纳米复合颗粒。首先用有机硅源-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)水解得到的有机硅层来包覆粒径约100 nm的亲水四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米颗粒, 再通过有机硅层表面的巯基来锚定原位还原生成的尺寸可控的金纳米颗粒(2 nm或6 nm), 得到内核为四氧化三铁、壳层为金纳米颗粒均匀修饰有机硅层的磁性氧化硅复合颗粒。利用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)和振动样品磁强计(VSM)等对所合成材料进行系统表征, 结果表明: 合成的磁性氧化硅复合颗粒核壳结构明显, 分散性良好, 粒径约为150 nm; 饱和磁强度为32.1 A•m²/kg, 具有良好的超顺磁特性。将其应用于4-硝基苯酚的催化还原, 转化频率(TOF)值高达70 s^-1, 远高于文献报道值, 五次循环反应后的转化率依然高达98%, 证实其具备高催化活性及良好的循环催化性能。     

以枫叶为模板合成分级多孔氧化铈材料及其催化性能

以枫叶为生物模板合成了由纳米颗粒构成的分级多孔氧化铈材料. 采用场发射电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和氮气脱吸附技术表征了材料的独特生物形态微结构, 其仿生结构是由复制气孔得到的微米孔和复制细胞孔得到的2~4 nm的小孔构成. 通过广角X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和BET计算发现多孔氧化铈具有很小的晶粒(6~8 nm)和较大的比表面积(64.4 m²/g). 利用化学储氧量(OSC)评价了样品催化性能, 结果表明: 分级多孔氧化铈比无孔氧化铈含有更多的表面活性氧. 当将材料用于酸性品红脱色反应, 由于分级多孔氧化铈材料的颗粒小, 比表面积大和化学储氧量高, 其在染料废水净化处理时具有较好的催化活性和吸附能力, 到300 min时脱色率可达到100%.     

易于微孔道填充的纳米CuO的制备

分别采用直接沉淀法和快速沉淀法成功地制备了易于微孔道填充的纳米Cu O粉末。直接沉淀法的铜源是无水Cu SO4,沉淀剂是Na2CO3;快速沉淀法的铜源是Cu(CH3COO)2·H2O,沉淀剂是Na OH。通过XRD、SEM、TEM和SAED等分析手段表征产物的晶体结构、微观形貌及晶粒尺寸。结果表明,直接沉淀法的陈化时间对制备样品形貌和结构有影响。当前躯体陈化时间为3 h时,直接沉淀法制备的Cu O纳米颗粒平均粒径约为25 nm;快速沉淀法制备的Cu O纳米颗粒平均粒径约为6 nm。与直接沉淀法相比,快速沉淀法制备的纳米Cu O粒径更小、颗粒分散更均匀。     

Cu/Zn/Ce/ZSM-5分子筛的碱改性及催化性能研究

采用NaOH溶液和金属离子(Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ce~(4+))改性ZSM-5分子筛。通过SEM、XRD等表征手段,探讨NaOH溶液浓度、Cu/Zn/Ce物质的量比以及不同制备方法对ZSM-5分子筛形貌及性能的影响。以光催化辅助降解酸性大红GR模拟废水,考察改性后的ZSM-5分子筛的催化活性。结果表明,当NaOH溶液的浓度为0.2mol/L、Cu负载量为8%、Cu/Zn/Ce物质的量比为8∶4∶1、制备方法为溶胶-凝胶法时,分子筛的催化性能最佳,离子溶出量较小。     

沥青基活性炭纤维的制备及其对NO的催化氧化

以沥青基炭纤维为原料,用水蒸气活化的方法制备了三种不同比表面积的活性炭纤维,并采用氮吸附法和拉曼光谱对活性炭纤维进行了表征。本文研究了活性炭纤维在常温下对模拟空气中50 ppm NO的催化氧化性能,结果表明,活性炭纤维可将NO部分催化转化为NO2,较低比表面积的活性炭纤维因为其较窄的孔径分布和较大的类石墨微晶有利于对NO的催化氧化。     

金属间化合物的合成及其催化应用

简要叙述了合成金属间化合物的化学还原、沉积沉淀还原、化学气相沉积和热退火等方法。这些合成方法各有优缺点,可根据实际需求选择适宜的方法。总结了金属间化合物对加氢、氧化、重整等反应的催化性能,发现金属间化合物是一类性能优良的催化材料,催化活性与其具有的有序原子排列、电子效应、几何效应、空间效应、协同作用等有关。此外,还展望了此类材料的未来研究方向。     

5A分子筛载CuO对甲基橙的催化湿式过氧化氢氧化

以三水硝酸铜和5A分子筛为原料,采用湿法浸渍法制备了CuO-5A催化剂,采用扫描电镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对其进行分析表征,并将其用于处理甲基橙模拟废水。考察材料种类(5A+H₂O₂,20%CuO-5A+H₂O₂,H₂O₂)、铜负载量、pH值、催化剂投加量、温度等因素对催化效果的影响,并测定催化剂的稳定性,同时采用准一级动力学模型进行拟合分析。结果表明,CuO已成功负载在5A分子筛表面,采用20%的CuO-5A对甲基橙的催化湿式氧化效果最好。在甲基橙初始浓度为50 mg/L、材料投加量为0.6 g、pH值为2、温度为70 ℃条件下,第一次、第二次和第三次使用的CuO-5A在60 min时对甲基橙的转化率分别为97.9%、92.3%和90.5%。不同温度下CuO-5A对甲基橙的催化湿式氧化行为可用准一级动力学方程来描述,拟合曲线展示了两个线性阶段,其中第二阶段活化能为50.35 kJ/mol。     

Synthesis and characterization of CuO/Ce 1-x Ti x O2 catalysts used for low-temperature CO oxidation

A series of CuO/Ce(1-x)Ti(x)O(2) catalysts used for low-temperature CO oxidation were prepared by impregnation with the support derived from surfactant-assisted co-precipitation. The techniques of N(2) adsorption/desorption, X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and temperature-programmed reduction by H(2) (H(2)-TPR) were employed for catalyst characterization. It is found that the support CeO(2) prepared by the surfactant-assisted method possesses much larger specific surface area than the one obtained from conventional precipitation. Doping Ti in the support with Ti/Ce atomic ratio of 1:9 or 3:7 can further increase the surface area of CeO(2) and decrease its crystallite size. As a result, the active Cu species possess higher dispersion on the support Ce(1-x)Ti(x)O(2) than on pure CeO(2). The strong interaction between the dispersed Cu species and the support Ce(1-x)Ti(x)O(2) makes the catalysts possess much higher oxidation activity and thermal stability. However, when the ratio of Ti/Ce reaches 5:5, opposite effect is found, due to the highest surface concentration of Ti and the lack of surface highly dispersed copper species.