CoOx改性TiO2光催化剂的制备、优化及其光催化分解水析氢性能研究

利用热分解法制备了不同掺杂量的CoO_x-TiO₂系列光催化剂, 并优化了制备方法。在用XRD、TEM和XPS等技术对催化剂表征的基础上，探讨了乙醇作为电子给体时CoO_x改性对P25-TiO₂光催化分解水析氢性能的影响。本文还利用连续瞬态电流-时间响应和循环伏安法等电化学方法，考察了CoO_x-TiO₂改性系列光催化剂光照条件下电流响应强度、起始光电响应特性差别及光催化析氢电位变化等光电化学性能。光催化性能实验结果表明，适当掺杂CoO_x(110～400 ℃焙烧时最佳掺杂量约为0.4wt% Co，500 ℃焙烧时最佳掺杂量约为0.6～0.8wt% Co)能够显著地提高TiO₂析氢光催化性能，产氢速率提高2个数量级。另外在适当温度下的热处理，能够改善催化剂光催化性能(最佳处理温度为300～400 ℃)。光电化学性能评价结果表明，适当掺杂CoO_x和适当温度下焙烧能在催化剂表面形成较多的析氢活性物种——含钴复合物，能有效增强催化剂光电流响应强度，并使得析氢光还原电位向有利于析氢方向位移。高含量掺杂CoO_x会在催化剂表面形成某种碳化物物种，大量含钴复合物活性中心的出现会降低光吸收效率，增加TiO₂表面光生电子-空穴复合率而使催化剂失去析氢光催化性能。     

助剂对Cu/Cr催化剂上甲醇部分氧化制氢的活性影响

曾研究了Cu/Cr二元催化剂上甲醇部分氧化制氢的反应，发现当Cu/Cr比为6：4时，催化剂的Cu^0比表面积最大，呈现出较好的活性。在Cu/Cr（6：4）催化剂中添加Fe,Zn,Al等8种助剂，考察其对甲醇部分氧化制氢催化性能的影响，并着重研究了Zn助剂的作用。实验结果表明，Zn的引入，有利于催化剂活性的提高。当Zn含量为10％时，催化剂活性最好。XRD表征结果表明，Cu/Cr催化剂的失活与其表面上的Cu物种烧结有关，Zn的引入可明显增强Cu/Cr（6：4）催化剂的热稳定性，提高其寿命。     

光催化分解水制氢研究进展

光催化分解水制氢,其学术和社会意义无疑是极其广泛而深远的.这一点至少早在科幻之父儒勒·凡尔纳(JulesVerne)生活的时代就被人们所认知,下面引用JulesVerne在1874年出版的《神秘岛》中的一段表述,让我们来再次重温这一课题的伟大意义.J.Verne写到:“Waterdecomposedintoitsprimitiveelements,anddecomposeddoubtlessbyelectricity,whichwillthenhavebecomeapowerfulandmanageableforce……Yes,myfriends,Ibelievethatwaterwillsomedaybeemployedasfuel,thathydrogenandoxygen,whichconstituteit,usedsinglyortogether,willfurnish…     

Sm修饰的Ni-MgO催化剂制备碳纳米管的研究

Carbon nanotubes (CNTs) have been synthesized over Ni-MgO and Ni-Sm-MgO catalysts by decomposition of CH₄ at 650 ℃. The addition of Sm into Ni-MgO catalyst not only promotes the catalytic activity and lifetime of the catalyst, but also improves the graphitization and heat stability of carbon nanotubes. The yield of CNTs obtained over the Ni-10Sm-MgO catalyst reaches 33 g C·(g Ni)^-1, being more than 5 times higher than that of the Ni-MgO catalyst. XRD and TPR results of the catalysts indicate that there is a remarkable interaction of Ni with Sm species, which facilitates the reduction of nickel and restrains the Ni particles from agglomerating.     

废水中偏二甲肼在Ni/Fe催化剂上的催化分解研究

研究了Ni/Fe催化剂对废水中偏二甲肼臭氧化分解的催化作用,考察了组分含量、体系的pH值和偏二甲肼初始浓度对催化反应的影响.结果表明,Ni/Fe催化剂对水中偏二甲肼的臭氧化具有良好的催化活性.催化剂组分含量、体系的pH值和初始浓度对反应的影响程度不大.对催化剂的XRD表征结果表明,催化剂主要由尖晶石结构的铁酸盐和FeNi3合金相组成,催化剂的良好催化性能与催化剂中尖晶石结构的铁酸盐和FeNi3合金相的形成有关.     

ATP与对甲基苯磺酰-L-精氨酸甲酯盐酸盐的弱相互作用光谱法研究

本文分别使用荧光猝灭光谱法、荧光滴定实验及FT-IR光谱法对腺苷-5´-三磷酸（ATP）和对甲基苯磺酰-L-精氨酸甲酯盐酸盐（TAME）的相互识别作用做了系统的研究，并得出了一些有意义的结果。在荧光实验中，发现TAME对ATP有很强的荧光猝灭作用，同时为了进一步验证TAME与ATP的相互作用又利用红外光谱法，推测出两者的识别作用位点是在TAME的主链胍基和ATP的磷酸根基团上，结合力为氢键和静电相互作用力。另一方面，本文又分别考察了TAME同ADP和AMP的作用，用Stern-Volmer方程分别计算出相应的猝灭常数，发现TAME与ADP和AMP的作用非常弱，说明TAME对ATP的识别作用有较强的选择性。这种识别作用的发生，对深入理解在ATP合成和水解过程中，ATP合酶中精氨酸残基如何起到“触点”的作用有一定的参考价值。     

铈改性NaZSM-5分子筛担载Pd催化剂上CO氧化性能研究

以浸渍法制备了一系列添加CeO2的Pd-Ce/NaZSM-5负载型催化剂．以C0氧化为 模型反应，考察了反应温度、Ce含量、预还原、空速及水蒸气等对C0氧化性能的影 响，并利用XIlD和朋等手段对催化剂体相及表面结构进行了表征．结果表明：加入 CeO2作助剂可明显提高催化剂的活性，且催化转化率随着反应温度及Ce含量的增加 而增加；随着空速的增加而降低；催化剂对水蒸气不敏感，在水蒸气存在的条件下 反应可连续进行720h以上保持C0完全转化；H2预还原作用使催化剂活性有所提高． XRD测试结果表明，催化剂中Pd组分处于高分散状态，Ceob的引入促进了N物种在 NaZSM—5载体上的分散．表面XPS分析证实催化剂表面Pd物种处于较高的氧化状态 ，且CeO2与Pd物种间存在协同作用．Pd的高分散及其与CeO2的相互作用是催化剂具 有高活性的关键．     

二水合氯精氨酸的构象变化

以X光衍射实验对二水合氯酸的晶体结构进行了研究,重点讨论了影响精氨酸构象变化的主要因素并比较了在不同阴离子存在条件下精氨酸构象的变化情况。该晶体为单斜晶系,P21/c,a=11.0490(18);b=8.4876(13);c=11.2261(17);β=91.386(2);°Z=4;Dx=1.443Mg.m-3。精氨酸分子以顺式和反式两种构象沿C轴方向交错排列而羧基氧原子和相邻分子中的α-氨基N-H以氢键相连,形成常见的“头尾”相连构型;分子中的结晶水参与氢键的形成,类似“盐桥”作用;氯离子参与电荷平衡并和精氨酸的N-H形成较强的氢键作用和静电吸引力。上述作用使得精氨酸分子晶体形成了三维氢键网状超分子结构。     

过渡金属对分子筛担载Pd催化剂上CO氧化性能影响

分别采用共浸和连续浸渍法制备了一系列添加过渡金属的Pd-M-Ox-NaZSM-5(M=Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Mo，Zr等)负载型催化剂．以CO氧化为探针反应，考察了不同制备方法对CO氧化性能影响，结果表明共浸法制备的各催化剂其活性明显优于连续浸渍法．详细考察了反应温度、Fe含量、氢气预还原、空速以及水蒸气等对共浸Pd-Fe-Ox-NaZSM-5催化剂上CO氧化行为影响，并应用XRD和XPS等手段对催化剂体相结构和表面状态进行了表征．结果表明：加入Fe2O3可明显提高Pd/NaZSM-5催化剂活性，且催化CO氧化的转化率随反应温度及Fe含量增加而增加；空速增加以及H2预还原作用导致Pd-Fe-Ox-NaZSM-5活性有所降低；催化剂对水蒸气较为敏感．XRD测试结果表明催化剂中Pd组分处于较高分散状态，以红铁矿形式存在的Fe2O3的引入，促进了Pd物种在NaZSM-5载体上的分散．表面XPS分析证实Fe2O3与Pd物种间存在较强的相互协同作用，且催化剂表面Pd物种处于较高氧化状态．Pd的高分散及其与Fe2O3的相互协同作用是共浸催化剂具有高活性的关键因素．     

甲醇重整反应中Pt/γ-Al2O3催化剂纳米Pt粒径与催化性能关系研究

利用硝基甲烷还原法在室温条件下得到了纳米Pt粒径可控的担载Pt/γ-Al₂O₃催化剂, 并利用甲醇重整反应为反应探针考察了Pt粒径与催化反应性能之间的关系, 发现催化反应的性能与担载贵金属颗粒粒径之间存在明显的相关性. 通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)等测试手段对催化剂进行表征, 发现钠米Pt的粒径大小不但影响甲醇重整反应的活性, 同时也影响反应的选择性, 即催化剂的催化性能与担载贵金属粒径之间存在明显的尺度效应.