Zn掺杂MoS2的构型、电子结构及电催化析氢性能的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法对二硫化钼(MoS₂)完整表面和不同掺杂浓度下过渡金属Zn原子掺杂MoS₂表面(Zn-MoS₂)的构型、电子结构及其电催化析氢性能进行了研究.研究结果表明:与MoS₂完整表面相比,Zn掺杂单层MoS₂的氢吸附吉布斯自由能(-0.09 eV)明显减小,接近理想值(约0 eV),表现出优异的析氢催化反应性能.电子结构研究结果表明:Zn掺杂MoS₂表面后,体系费米能级附近出现了Zn-3d轨道的带隙态,这表明有效调控了MoS₂催化材料的电子结构.在费米能级附近还出现了与Zn原子相邻的S原子的3p轨道的新电子态,可有效增强S-3p轨道和H-1s轨道的重叠,从而提高吸附氢的性能、优化电催化析氢性能.进一步对不同Zn掺杂浓度下Zn-MoS₂体系的研究结果表明提高Zn掺杂浓度仍能保持优异的电催化析氢反应性能.该文通过引入不同Zn掺杂浓度的方法,对MoS₂电催化剂的电子结构进行调控,从而有效提升电催化析氢反应性能.     

Pd/CeO2对2,4-二氯苯氧乙酸的液相催化加氢脱氯

采用NaBH₄还原法分别制备了不同载体CeO₂、活性炭(AC)和石英砂(SiO₂)的负载型Pd基催化剂。采用Zeta电位、X射线衍射、透射电子显微镜等手段对催化剂进行表征，并利用高活性Pd/CeO₂催化剂对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)进行液相加氢脱氯反应研究。研究结果表明：载体对催化剂活性影响较大，其中Pd/CeO₂催化剂具有高等电点、较强的金属-载体相互作用以及Pd颗粒高分散度的活性特征；Pd/CeO₂催化剂对2,4-D的脱氯效果随Pd负载量增加而增加，随pH值的增加呈现先升高后降低的趋势；Pd/CeO₂催化剂对2,4-D的加氢脱氯反应符合Langumir-Hinshelwood模型，表明2,4-D在催化剂表面的吸附是反应的速率控制步骤，且Pd/CeO₂对不同的污染物都表现出较高的液相加氢还原活性。     

CO2选择性加氢制甲醇非铜基催化剂研究进展

 综述了CO₂选择性加氢制甲醇非铜基催化剂的研究进展，着重讨论了负载型金属催化剂、双金属催化剂、固溶体催化剂、氧化铟基催化剂。分析表明，以M_aZrO_x（M_a=Zn，Ga，Cd）固溶体催化剂为代表的新兴复合氧化物催化剂及In₂O₃基催化剂，可同时实现高甲醇选择性、高甲醇收率、良好稳定性，极具大规模工业化应用前景。     

过渡金属磷化物加氢脱硫催化剂的研究进展

由于过渡金属磷化物具有独特的结构,在加氢脱硫反应中显示了优异的催化活性.因此,稳定高活性的过渡金属磷化物加氢脱硫催化剂的研究成为一个新的趋势.本文阐述了过渡金属磷化物催化剂的结构、制备及其加氢脱硫催化性能,概述了助剂对过渡金属磷化物催化剂加氢脱硫活性的影响.开发更易合成、活性更高的过渡金属磷化物催化剂仍是今后研究的重点.     

PbO2电极的改性及非均相电催化氧化废水中的硝基苯

使用热分解 电镀法制备Ti基PbO₂电极（Ti/PbO₂）、 F^-掺杂Ti基PbO₂电极（Ti/F-PbO₂）和F^-,La³⁺共掺杂Ti基PbO₂电极（Ti/F-La-PbO₂）, 并通过扫描电镜(SEM)表征Ti/F-PbO₂电极和Ti/PbO₂电极的表面结构, 用X射线衍射(XRD)测试分析Ti/PbO₂电极、 Ti/F-PbO₂电极和Ti/F-La-PbO₂电极的晶相. 通过加速电解寿命和电催化降解废水中硝基苯的实验, 研究F-掺杂和F^-,La^3+共掺杂对PbO₂电极稳定性及电催化活性的影响. 使用SEM和XRD测试分析了Fe³⁺/MgO的表面结构及晶型, 并将自制Fe³⁺/MgO催化剂应用于电催化处理废水中硝基苯的实验体系, 探讨了电解体系中相关因素和催化剂用量对废水中硝基苯及化学耗氧量(COD)去除率的影响. 结果表明:  La³⁺掺杂使电极镀膜表面晶粒细化; 不同掺杂均影响晶体生长的晶面取向; F^-掺杂提高了PbO₂阳极的电解寿命; La³⁺掺杂改善了PbO₂电极的导电性能; Ti/F-La-PbO₂电极的电催化降解活性显著提高; 在电解体系中, 催化剂显著提高了电解反应速率和COD及废水中硝基苯的去除率; 硝基苯的降解符合一级反应动力学.     

不同晶型In2O3/片状HZSM-5串联催化剂催化CO2加氢制芳烃

采用水热/溶剂热法制备了不同晶型(立方相、六方相和混晶相)In₂O₃,并将其与片状HZSM-5分子筛机械混合得到CO₂加氢制芳烃的串联催化剂,在固定床反应器上测试了其催化活性,重点讨论了串联催化剂活性组分的空间分布对其催化性能的影响。通过XRD、SEM、N2等温吸附-脱附和Py-IR等手段对催化剂的形貌、结构和表面酸性等性质进行了表征。结果表明,当In₂O₃金属氧化物与片状HZSM-5分子筛的活性位点过于接近时,迁移到分子筛中的In物种毒化了其表面酸性,导致反应中间产物甲醇无法高效转化为芳烃,致使CO₂转化率与芳烃选择性降低。     

过渡金属掺杂TiO2纳米片的制备及其增强光催化性能研究

以钛酸四丁酯(TBOT)为反应物前驱体,采用溶剂热法制备了一系列过渡金属(TM=Mn, Co, Ni, Cu, Zn)掺杂TiO₂(TM-TiO₂)纳米片状结构光催化材料.利用XRD,TEM,UV-Vis DRS,XPS等手段表征了材料的结构、形貌及光学特性.通过罗丹明B(RhB)降解实验测试了上述材料的光催化活性并讨论了光催化作用机理.实验结果表明：与纯TiO₂相比,TM-TiO₂的光催化活性明显增强,不同的TM掺杂浓度对TM-TiO₂光催化性能的影响存在一定的差异,其中Cu-TiO₂表现出相较于其他4种过渡金属离子掺杂TiO₂更优的光催化性能.TM-TiO₂光催化性能的提高得益于离子掺杂在TiO₂晶格中引起的局部晶格畸变增强了TiO₂的光吸收能力,同时有效促进了光生电子与空穴的分离.     

SnOx-CeOx/沥青基球形活性炭催化剂选择性催化还原NO的脱硝性能

以高软化点石油沥青原料制备的沥青基球形活性炭(PSAC)为载体，采用浸渍法负载锡、铈氧化物制备SnO_x-CeO_x/PSAC系列催化剂，考察催化剂在低温下的脱硝性能，并采用N₂吸附/脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等方法对催化剂进行表征。结果表明，在CeO_x/PSAC催化剂中添加SnO_x后催化剂的脱硝活性显著增加，但随着金属担载量(质量分数)增加，脱硝活性呈现先升高后降低的趋势，Sn、Ce担载量分别为5%和13%的SnO_x-CeO_x/PSAC(以Sn(5%)Ce(13%)/PSAC表示)催化剂具有最高的脱硝活性，在该催化剂条件下，100～300℃时可得到最高的NO转化率(98%)。添加SnO_x后，CeO₂在载体表面的分散性得到提高，由于Sn⁴⁺替代Ce⁴⁺掺杂于立方相CeO₂晶格中形成固溶体，因而催化剂的脱...     

Sn调变Cu电子结构改善Cu/CeZrO2抗硫性能

为了提高汽车尾气催化剂的抗硫性能，延长催化剂寿命，采用密度泛函理论的方法研究了Sn掺杂Cu/CeZrO₂(110)催化剂的电子结构和SO₂抗硫性能之间的关系。计算结果表明Cu在CeZrO₂(110)表面上最稳定吸附位点是氧桥位，最稳定吸附能为-3.52 eV,此时结构最稳定。通过分析Cu—d带中心、电荷变化、分波态密度(PDOS)和SO₂的吸附能发现，Sn原子掺杂增强了活性组分Cu的正电性和Cu—O之间的相互作用，抑制了SO₂在Cu活性位点上的吸附，从而提高了催化剂的抗硫中毒能力，显著提高了催化剂的催化性能。研究为高性能汽车尾气催化剂的优化设计提供了理论借鉴。     

CO2选择性加氢制甲醇非铜基催化剂研究进展

 综述了CO₂选择性加氢制甲醇非铜基催化剂的研究进展,着重讨论了负载型金属催化剂、双金属催化剂、固溶体催化剂、氧化铟基催化剂。分析表明,以M_aZrO_x（M_a=Zn,Ga,Cd）固溶体催化剂为代表的新兴复合氧化物催化剂及In₂O₃基催化剂,可同时实现高甲醇选择性、高甲醇收率、良好稳定性,极具大规模工业化应用前景。     

S-scheme ZnO/MoS2异质结构筑与对盐酸四环素降解性能

抗生素药物使用范围广且用量大,导致大量抗生素废水进入水体或者残留在土壤环境中,对人类健康造成威胁,然而传统工艺对其去除效果并不理想.以ZnO为基底,通过掺杂MoS₂,制备了S-scheme ZnO/MoS₂异质结复合材料,研究了该材料对抗生素废水的净化性能.通过调节复合材料中ZnO含量、光照条件、盐酸四环素浓度等,探讨了ZnO/MoS₂复合材料对不同浓度盐酸四环素(tetracycline hydrochloride,TC)废水的净化效果.结果表明:在光照条件下,催化剂复合比为1∶1的ZnO/MoS₂复合材料对60 mg·L^－1四环素废水的降解效率可达88%(pH=7,105 min);电子传递与污染物降解机理研究表明,电子由ZnO导带迁移至MoS₂价带,形成S-scheme异质结,从而有效提高了催化效率与污染物降解性能.     

酞菁钴功能化钒取代多金属氧酸盐催化剂的合成及氧化脱硫性能

以钒原子取代的Keggin型多金属氧酸盐[PMo_12-xV_x][PMoV,x=1～10]和双核酞菁钴磺酸铵[C₁₁₆H₈₀O₃₂N₄₂S₁₁Co₄(Co-Pc),酞菁钴]为原料进行反应,合成一系列复合型催化剂PMo_12-xV_x/Co-Pc.用直接空气氧化法系统地研究了不同数目钒原子取代的多金属氧酸盐以及与酞菁钴不同摩尔比复合后对模拟油氧化脱硫性能的影响,其中以n(PMo₃V₉)∶n(Co-Pc)=7∶1得到的复合催化剂PMo₃V₉/Co-Pc为代表对催化剂进行了红外光谱、X射线粉末衍射、N₂吸附/脱附等表征.同时,对影响催化剂脱硫效率的各种因素、催化剂的稳定性及氧化脱硫反应机理也进行了探讨.结果表明：PMo₃V₉/Co...     

基于MoS2-Fe3O4复合物水凝胶的过氧化氢比色检测

水体中残留的H₂O₂进入人体后会转化为含氧自由基,进而对机体造成氧化损伤并引发病变,因此实现水体中的H₂O₂检测具有重要意义.制备了具有较高类过氧化物酶活性的MoS₂-Fe₃O₄复合物水凝胶,并构建比色传感平台实现了水体中H₂O₂的灵敏检测.在H₂O₂-TMB显色体系中,Fe₃O₄与MoS₂纳米片复合协同催化H₂O₂产生含氧自由基,水凝胶三维结构可有效抑制MoS₂-Fe₃O₄堆叠,促进活性位点的暴露,进一步提高对H₂O₂的催化能力.动力学常数显示,MoS₂-Fe₃O₄...     

稀土催化剂(Ce、La)用于丙烷催化燃烧的研究进展

目的 挥发性有机物(VOCs)对人体健康和生态环境都有不良影响,已引发研究者的广泛关注。催化燃烧是处理VOCs的有效技术之一,具有去除效率高、无二次污染等优势。稀土元素Ce、La及其氧化物因特殊的理化性质常作为催化助剂或载体,在催化燃烧中起着重要作用。因此针对稀土催化剂(主要为Ce、La),综述了其在丙烷催化燃烧中的应用及相应的催化反应机制以及未来的发展方向。方法 通过对Ce基和La基催化剂在丙烷催化燃烧中的研究和应用进行综述,分析了稀土催化剂的反应机理及发展方向。结果 首先,Ce、La及其氧化物可调节催化剂的整体结构、形貌和比表面积等物理性质;同时,上述物质也可与催化剂内的其他金属相互作用,从而有效调控材料中的氧空位密度,最终增强对丙烷催化燃烧的反应活性。其次,CeO₂作为载体能与活性金属产生有赖于CeO₂形貌和晶面的金属-CeO₂相互作用,这会对催化剂的结构和性能产生极大影响。此外,也讨论了通过优化合成方法和表面改性所获得的La系钙钛矿催化剂在丙烷催化燃烧中的应用研究。结论 目前,稀土基催化剂的催化作用机制探索尚处于...     

Cu基催化剂电化学还原CO2合成乙醇的研究进展

用电化学还原法将二氧化碳(CO₂)转化为高能量密度的多碳化学品最近成为一个研究热点,在所有的电化学还原二氧化碳(ERCO₂)催化材料中,Cu基材料因为对中间体CO良好的吸附性能表现出较高的C₂产物选择性.为此首先介绍了ERCO₂反应机理以及常见的反应器类型;再总结了5种代表性的Cu基催化剂(单金属、氧化物衍生、金属有机框架、合金和非金属修饰)及其在ERCO₂选择性合成乙醇方面的最新进展;并阐述了Cu基高活性催化剂的设计策略,如缺陷工程、形貌控制、晶面工程以及他们之间的协同效应等;最后展望了高效ERCO₂催化剂制备乙醇所面临的挑战和今后的发展方向.     

以TiO2-SiO2为载体的催化剂加氢脱硫性能研究

以TiO2—SiO2复合氧化物为载体制备了加氢脱硫催化剂．通过噻吩、汽油、柴油的加氢脱硫反应考察了催化剂载体组成及金属组分对催化剂加氢脱硫活性的影响．实验结果表明，TS系列载体随组成不同，其酸性特征也不一样，TS-1具有较多的B酸位，而TS—4则具有较强的L酸．对于噻吩脱硫反应，以TS—1为载体的催化剂具有较好的反应活性．以TS—4为载体的催化剂在重催柴油的加氢反应中具有较好的加氢脱硫活性．对于以汽油为原料的加氢反应，在高温和低温时载体对催化剂的性能影响呈现了相反的结果．     

金属硫化物在电催化二氧化碳还原反应中的应用

金属硫化物作为催化剂材料具有高稳定性、金属边缘活性和硫空位的协同效应等特点，特别是对二氧化碳(CO₂)电还原反应表现出良好的活性和选择性，有望成为高效的CO₂电还原催化剂.鉴于此，综述了金属硫化物在电催化CO₂还原反应中的研究进展，分别归纳了第四周期、第五周期及第六周期中主要的金属硫化物电催化CO₂还原反应的性能、还原产物特点及影响因素等；特别分析了金属硫化物中S组分调控对催化性能的影响规律，以期实现更高效的电催化CO₂还原转化过程.此外，总结分析了目前金属硫化物催化剂存在的主要问题和瓶颈，并展望未来的研究重点和发展方向.     

一步水热法制备MoS2/Ni3S2@NF析氧催化剂

采用一步水热法成功制备了MoS₂/Ni₃S₂@NF异质结催化剂.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所制备电极的物相和微观形貌进行表征,表面粗糙的核壳MoS₂/Ni₃S₂异质结均匀紧密地分布在镍网(NF)表面.在1 mol·L^-1的KOH电解液中,运用线性扫描伏安测试(LSV)、电化学交流阻抗(EIS)、计时电位和计时电流等方法对电极的电催化析氧(OER)性能进行了测试.结果表明,驱动10 mA·cm^-2电流密度,仅需134 mV过电势;其Tafel斜率为55.2 mV·dec^-1;经过15 h计时电位测试,电流密度保持率高达93.5%.在300、400、500 mA·cm^-2电流密度连续测试45 h的结果耐久性表明,MoS₂/Ni₃S₂@NF具有较好的大电流密度工作耐久性.     

氧原子补偿缺陷对Ni3S2(101)晶面析氧反应性能的影响

为深入了解催化剂中晶体缺陷对析氧反应(oxygen evolution reaction, OER)催化性能的影响，运用第一性原理研究S空位对Ni₃S₂(101)晶面的影响，并通过O原子补偿空位提高催化剂的催化活性.计算结果表明：空位的引入有利于OER过程中含氧中间体的吸附，但却严重阻碍了其解吸附，导致催化活性降低；当O原子通过替位掺杂对S空位进行补偿时，可有效改善催化剂活性位点的解吸附能力，使缺陷体系的催化活性得到大幅提高.本文所得结果为设计高效的Ni₃S₂基二维电催化剂提供了参考.     

均相镍催化香草醛加氢脱氧反应的研究

香草醛加氢脱氧合成4-甲基愈创木酚是研究木质素转化成高附加值生物质柴油的重要模型反应.考 察了一系列均相和非均相镍基催化剂对香草醛加氢脱氧过程的催化效果.研究发现,均相催化剂硝酸镍可以有 效地催化香草醛到4-甲基愈创木酚的转化.在最优的反应条件下(甲醇为溶剂,10 wt% Ni(NO₃)₂?6H₂O, 2 MPa H₂,于200 ℃反应10 h),香草醛可以完全转化,4-甲基愈创木酚的选择性可达到81.2%.