磁性Fe3O4/In2S3可见光催化剂的制备及其性能

采用简单的油浴法制备出磁性Fe_3O_4/In_2S_3可见光催化剂,利用XRD、SEM、FTIR、BET、UV-Vis DRS以及磁滞回线等手段对其进行表征,以可见光(λ≥420 nm)为光源,以罗丹明B的光催化降解为模型反应,考察不同Fe_3O_4/In_2S_3复合比的磁性Fe_3O_4/In_2S_3可见光催化剂的催化性能及循环使用性能.结果表明,当物质的量n(Fe_3O_4)与n(In_2S_3)之比为6∶5时制备的磁性Fe_3O_4/In_2S_3可见光催化剂具有最好的光催化活性.光照90 min后,罗丹明B的降解率高达96%;磁性Fe_3O_4/In_2S_3可见光催化剂的饱和磁化强度达10.31 A·m2·kg-1,在外加磁场作用下,5 s内可以快速从水相中分离,具有良好的磁分离效果;样品经3次循环使用后其催化活性基本保持不变.     

阴离子膜燃料电池阴极Co_3O_4/C催化剂的制备及ORR性能

为降低阴离子膜燃料电池阴极氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)催化剂的成本,通过简单的超声方法制备碳担载纳米Co_3O_4(Co_3O_4/C)催化剂,通过XRD、SEM手段对其结构、形貌进行表征,并评价其催化氧还原性能.结果表明,Co_3O_4/C催化剂在碱性溶液中表现出良好的ORR催化活性:随着Co_3O_4含量增加,催化活性先增加后减小;Co_3O_4含量达50%时,催化性能达到最佳,此时,氧还原反应的极化电流密度为2.93 m A·cm-2(@-0.8 V),氧还原反应的电子转移数为2.51.与传统的Co_3O_4/C相比,本实验采用超声法制备的Co_3O_4/C催化剂合成方法简单、成本低,且有较高的氧还原活性,因此,在阴离子膜燃料电池阴极催化剂中有良好的应用前景.     

溶液燃烧法制备Fe2O3/C及其催化苯甲醇制苯甲醛

以硝酸铁为氧化剂,尿素为燃料,加入碳球载体,通过溶液燃烧法合成了Fe_2O_3/C复合材料.考察了引发溶液燃烧温度、燃烧时间对催化剂组成、结构、形貌的影响.结果表明,在不同引发燃烧温度下Fe_2O_3/C催化剂中Fe以α-Fe_2O_3或/和γ-Fe_2O_3晶体存在.前驱体在250、300、400℃引发燃烧,并保持20min,Fe_2O_3附着在碳球表面,形成粒径约200nm的球形结构;在400℃增加燃烧时间至60min,碳球被烧掉,得到粒径约200nm的空心泡状结构.这些材料在选择催化氧化苯甲醇制苯甲醛反应中显示了较高的活性.其中,400℃燃烧20min制得的Fe_2O_3/C催化剂活性最高.在优化条件下,苯甲醇的转化率和苯甲醛的选择性分别达到90.9%和87.7%.催化剂回收后,进行4次循环使用,显示了很好的稳定性.     

Fe_3O_4@NiSiO_3纳米催化剂制备及其催化臭氧化降解对苯二甲酸性能的实验研究

采用水热法和溶胶凝胶法制备Fe_3O_4@SiO_2纳米颗粒,经表面镍刻蚀得到Fe_3O_4@NiSiO_3磁性纳米催化剂。利用XRD、TEM和磁滞回线(VSM)等方法表征催化剂的晶体和表面结构。构建类均相催化臭氧化体系,考察其催化降解对苯二甲酸性能。结果表明:在臭氧通入量为10.52 mg·min~(-1)、催化剂投加量为40 mg·L~(-1)和初始溶液pH=9的条件下,催化臭氧化反应20 min时对苯二甲酸降解率为78.13%,总有机碳(TOC)去除率27.25%;5次循环实验后,对苯二甲酸的降解率仅下降2.75%。     

黑荆树单宁稳定钯纳米胶体催化水有机两相苯甲醇氧化反应

催化氧化苯甲醇是制备苯甲醛的一种简便高效的方法.以天然高分子黑荆树单宁(BWT)为两亲性稳定剂,制备水溶性钯纳米胶体催化剂,用于苯甲醇的氧化反应.采用透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等表征手段表征所制备催化剂的形貌,探讨制备条件对催化剂形貌的影响.TEM测试表明,单宁的用量对胶体中钯纳米粒子的粒径具有显著的影响,随着BWT用量从2 mg增加到60 mg,Pd粒子的粒径呈现减小趋势.FT-IR测试表明,BWT通过其结构中大量的酚羟基对Pd纳米粒子进行稳定和分散.系统考察单宁用量、反应温度、反应时间等因素对Pd纳米胶体在苯甲醇氧化反应中活性的影响,结果表明:当BWT用量为15 mg时制备的BWT15 mg-Pd胶体催化剂在50℃,空气气氛下8 h催化苯甲醇的转化率高达98.58%; BWT用量对催化剂重复使用性能也有显著的影响,BWT15 mg-Pd可以重复使用5次转化率仍然在90%以上,明显优于BWT5 mg-Pd和BWT60 mg-Pd.     

WO_3-TiO_2/C@Fe_3O_4纳米复合粉体的制备及对甲基橙的太阳光催化降解

以纳米Fe_3O_4粉体为原料与葡萄糖溶液采用高压水热反应制备C@Fe_3O_4纳米载体,并以其为核采用溶胶-凝胶法制备了WO_3-TiO_2/C@Fe_3O_4纳米复合粉体.通过X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)等进行了表征,并测定了其对甲基橙溶液的太阳光催化性能.结果表明,pH=5时,WO_3-TiO_2/C@Fe_3O_4纳米复合粉体对甲基橙的催化活性最高,太阳光照射6 h后降解率达到45.3%,并能实现粉体与甲基橙溶液的有效分离.     

磁性可回收Fe_2O_3@C-Pt催化剂的制备及其催化还原对硝基苯酚（英文）

合成了一种具有壳/核结构的水热碳包覆型Fe_2O_3@C微米球,可实现贵金属Pt催化剂的低价制备和高效利用.利用外壳水热碳的亲水特性,通过简单的常温吸附与低温焙烧的方法在Fe_2O_3@C微球表面原位负载Pt纳米颗粒,构筑了壳/核型Fe_2O_3@C-Pt催化剂.该催化剂在6min内实现对硝基苯酚的完全转化,循环10次后催化活性保持不变,表现出较高的催化活性和稳定性.作为内核的磁性γ-Fe_2O_3颗粒使得Fe_2O_3@C-Pt催化剂仅通过外加磁铁即可实现其在反应溶液中的快速分离,降低了催化剂的回收成本和时间,并显著提高回收产率.     

磁性花生壳负载钯催化剂的制备及催化氨硼烷释氢性能

以高锰酸钾改性后的花生壳为原料,通过共沉淀法制备了磁性花生壳(PSK-Fe_3O_4)复合材料,并以其为载体制备了磁性花生壳负载钯催化剂(Pd/PSK-Fe_3O_4).以XRD、FT-IR、TEM、XPS、TG等表征手段对该催化剂进行了表征,并将其应用于催化氨硼烷水解释氢.结果表明:Pd/PSK-Fe_3O_4催化剂在催化氨硼烷水解反应中表现出较好的催化活性,其转换频率(TOF)为6.7 mol_(H2)·mol_(Pd)~(-1)·min~(-1),表观活化能(E_(app))为28.0 kJ mol~(-1).Pd/PSK-Fe_3O_4催化氨硼烷水解释氢反应对于催化剂浓度和氨硼烷浓度的反应级数分别为一级和零级.此外,循环实验表明该催化剂具有较好的循环稳定性.     

中空碳纳米棒负载Fe_3O_4的制备及催化性能研究

以商用Fe_2O_3纳米棒为前驱体,利用溶胶凝胶法一步完成了二氧化硅和间苯二酚-甲醛树脂壳层的包覆,在5%氢气气氛下,同时实现了三氧化二铁的还原和树脂的碳化,最终以NaOH溶液刻蚀掉二氧化硅,成功制备了中空碳纳米棒负载Fe_3O_4材料(Fe_3O_4@h-C)。结果表明,所制备的Fe_3O_4@h-C结构完整,Fe_3O_4的负载量较高,为62.6%,其比饱和磁化强度高达58.5 emu/g,易于回收再利用。该材料在H_2O_2氧化亚甲基蓝的实验中表现出良好的催化活性和重复使用性。通过对比实验可以证明,中空结构对催化性能的提升起到了重要作用。     

磁性核壳型纳米负载催化剂的制备及在重要有机反应中的应用进展

负载型催化剂可以解决均相催化剂存在的难分离、不易回收等缺点,磁性纳米粒子在催化化学反应的过程中,可以均匀地分散在反应体系中,与反应物充分接触,而提高反应速率,表现出优良的催化性能.综述了近年来磁性核壳型纳米负载催化剂的制备及应用,即γ-Fe_2O_3或Fe_3O_4为磁核和以尖晶石铁氧体(MFe_2O_4)为磁核的磁性核壳型纳米负载催化剂在C—C偶联反应、氧化反应、氢化反应等几类重要有机反应中的应用,进而对其研究前景进行了展望.     

TiO2-C纳米复合材料负载钯催化剂的制备及其对甲酸的电催化氧化

通过将TiO2和三聚氰胺的混合物高温煅烧制备出TiO2-C纳米复合材料,并将其用作载体合成出Pd/TiO2-C催化剂.采用XRD,TEM,HR-TEM和EDS等手段对催化剂进行了表征分析,并考察了它们对甲酸氧化反应的催化性能.结果表明,Pd负载于碳与TiO2的界面,平均粒径为5nm,与Pd/XC-72和Pd/TiO2相比,Pd/TiO2-C催化剂具有更强的催化活性和稳定性,这归因于TiO2-C载体的特性和Pd/TiO2-C独特的异质结构.     

γ-Al_2O_3球和蜂窝陶瓷负载Fe_2O_3臭氧氧化降解丙烯酸废水的研究

以γ-Al_2O_3颗粒和蜂窝陶瓷为载体,采用硝酸盐浸渍法制备了负载Fe_2O_3的两种催化剂,Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂和Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化剂.分别测试了蜂窝陶瓷、Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化剂和γ-Al_2O_3、Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂的比表面积;以丙烯酸废水中的丙烯酸作为目标污染物,分别对比了单独臭氧氧化、Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂和Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化对丙烯酸的降解效果.结果表明,Fe_2O_3/蜂窝陶瓷和Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对丙烯酸的COD的去除率分别为93.4%和83.1%,比单独臭氧氧化时的COD去除率69.9%有大幅度的提高;Fe_2O_3/蜂窝陶瓷和Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对丙烯酸的TOC的去除率分别为82.7%和75.2%,与单独臭氧氧化时TOC去除率相比,分别提高了31%和24%.     

医学显影剂四氧化三铁纳米颗粒制备及细胞毒性研究

采用多聚醇法制备出水溶性的超小粒径(USPIO)的Fe_3O_4颗粒,并用羧基聚乙二醇(HOOC-PEG-COOH)和氨基聚乙二醇(HOOC-PEG-NH2)对其进行表面修饰.实验优化了Fe_3O_4纳米颗粒的制备方法,用透射电镜(TEM)观测Fe_3O_4纳米颗粒的晶体粒径.测定磷酸盐缓冲溶液(PBS,p H=7.4)中的稳定分散性.测定Fe_3O_4纳米颗粒和Fe_3O_4@PEG颗粒的r2/r1值.采用MTT法检测纳米颗粒在体外条件下对人肺癌H1299细胞生长的抑制作用,确定其细胞毒性的大小.实验结果显示:Fe_3O_4纳米颗粒,在生理条件下分散稳定且粒径小于5 nm,对H1299细胞的生长没有明显的影响.其粒径、形貌、分散稳定性和弛豫性能符合显影剂要求.     

Fe_3O_4@SiO_2@ZnO/ZnS纳米复合材料的制备及性能研究

选用Fe_3O_4@SiO_2@ZnO作为基体材料,采用一步硫化法成功制备出Fe_3O_4@SiO_2@ZnO/ZnS纳米复合材料.通过XRD、SEM、TEM和XPS测试表征手段证实了ZnO的表面已转化成ZnS,构建出ZnO/ZnS核壳结构.VSM测试结果表明,制得的Fe_3O_4@SiO_2@ZnO/ZnS纳米复合材料具有明显的超顺磁性,利于材料的回收再利用.在Fe_3O_4@SiO_2@ZnO/ZnS纳米复合材料的紫外-可见吸收光谱中,不仅观测到了ZnO和ZnS的特征吸收边,而且在可见光区域出现了明显增强的吸收边.通过对四环素的可见光催化降解实验,证实了Fe_3O_4@SiO_2@ZnO/ZnS纳米复合材料具有优异的可见光催化活性.     

Fe_3O_4@NiSiO_3催化剂制备及其催化芬顿氧化降解染料性能

通过溶剂热法和溶胶凝胶法制备Fe_3O_4@NiSiO_3纳米催化剂,并利用TEM、XRD、VSM、BET进行表征。构建非均相芬顿氧化体系,由单因素实验得出最佳降解条件为,pH为5.5、催化剂投加量为1.00 g·L~(-1)、H_2O_2投加量为2.5%时,罗丹明B的降解率达95%以上。利用磁性分离催化剂并重复利用5次,罗丹明B降解率无明显降低,证明Fe_3O_4@NiSiO_3纳米催化剂重复利用性能良好。同时,考察了该催化剂对其他4种染料:酸性大红3R、孔雀石绿、甲基橙、亚甲基蓝的催化芬顿氧化降解性能。结果表明,孔雀石绿、罗丹明B、亚甲基蓝的降解率均达95%,但偶氮类染料降解率较低。通过对比实验进一步研究表明,Ni元素对芬顿反应起促进作用。     

Pd@Pt核壳型纳米粒子的制备及其在de-No_x加氢反应中的催化性能研究

以PVP、油胺作为稳定剂,采用溶胶法成功合成了不同尺寸的Pt纳米颗粒,以及具有核壳结构的Pd@Pt纳米颗粒.采用TEM,EDS,IR-CO对合成的纳米粒子进行了表征,并考察了Pt/Al_2O-3以及Pd@Pt/Al_2O_3在de-NO_x加氢反应中的催化性能.实验结果表明:溶胶法可以有效控制所合成的Pt纳米颗粒的尺寸,且在deNO_x加氢反应中,小尺寸的Pt纳米颗粒显示出了更高的反应活性.此外当反应条件为H_2/NO=4/1时,de-NO_x反应主产物为氨;在反应条件为H_2/NO=1/1时,该反应更倾向于生成N_2.在相同的反应条件下,与小尺寸的Pt纳米颗粒相比,核壳型Pd@Pt/Al_2O_3纳米颗粒在de-NO_x反应中具有最高的催化性能,显著提升了N_2的选择性,在150℃时N_2含量达到最大值62%,是单金属Pt_(4.5)/Al_2O_3催化剂的两倍以上.这可能是由于核层的Pd与壳层的Pt之间的相互作用改变了金属Pt的核外电子性质而引起的.     

在磁场作用下Fe_3O_4/Water纳米流体湍流对流换热实验研究

实验研究了不同体积分数Fe_3O_4/Water纳米流体在磁场作用下的水平小圆管内的湍流流动对流换热特性,测量了体积分数为3%的Fe_3O_4/Water纳米流体的沿程压力降并计算了其能量比率,探讨了在磁场作用下纳米流体强化对流换热的机制.实验结果表明:Fe_3O_4/Water纳米流体的对流换热系数随着体积分数的增加而升高,其平均值最大提高了4.3%;在与流动方向垂直的匀强磁场作用下,当磁场强度为23.809和39.682 kA/m时,纳米流体的换热系数几乎没有提高,当磁场强度为63.492 A/m时,换热系数有所提高,其平均值最大提高了3%;Fe_3O_4/Water纳米流体的沿程压力降相对于基液去离子水增加了50%,外加磁场使其进一步增大,并随着磁场强度的增加而增大,当磁场强度为63.492 A/m时增加了11.3%;Fe_3O_4/Water纳米流体相对于基液去离子水的能量比率计算值小于1,说明添加Fe_3O_4纳米粒子没有达到节能的效果.     

花形Fe3O4-Au纳米复合材料的制备及催化性能研究

首先利用共沉淀法合成了三维花形Fe_3O_4纳米颗粒,再利用种子沉积法在其表面负载了不同颗粒尺寸的Au纳米颗粒,最终制备了花形Fe_3O_4-Au纳米复合材料.利用X射线衍射仪(XRD)对样品的结构进行了分析,利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌进行了表征.并以有机染料罗丹明B(Rh B)作为目标物,对Fe_3O_4-Au纳米复合材料的催化性能进行了研究.结果表明,由于6 nm的Au纳米颗粒具有更多的活性位点和更高的电子传输效率,因此负载6 nm Au纳米颗粒的花形Fe_3O_4-Au纳米复合材料呈现出更显著的催化性能.     

以胶原纤维为炭源制备炭纤维负载钯纳米催化剂及其催化加氢特性

以胶原纤维为炭源,将胶原纤维接枝杨梅单宁(CF-BT)吸附Pd2+,经炭化及氢气还原后制备了炭纤维负载Pd纳米催化剂(Pd/C).通过场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对该催化剂进行了表征.结果表明,所制备的Pd/C催化剂保留了胶原纤维规整的纤维状结构,Pd纳米粒子大小均匀且高度分散,平均粒径为2.92 nm.将该催化剂用于丙烯醇催化加氢反应,在308.0 K和1.0 MPa氢压下,丙烯醇转化速率(TOF)高达2 460 h-1,催化剂重复使用8次其催化活性基本不变,表现出了优良的重复使用性能.     

不同络合剂对Pd/MWCNTs催化剂的甲酸电催化氧化性能影响

以添加Na2CO3和NH3.H2O为络合剂的微波多元醇法制备碳纳米管载Pd催化剂(Pd/MWCNTs),并考察了络合剂对催化剂甲酸电催化氧化性能的影响。结果表明,NH3.H2O络合剂制备的Pd/MWCNTs催化剂,其Pd晶粒平均粒径最小(5.2 nm),对甲酸氧化的催化活性和稳定性最好。NH3.H2O与PdCl2能形成络合物,可能会促进微波合成中碳纳米管上形成均匀分散且较小粒径的Pd粒子,因此提高了催化剂的甲酸氧化催化性能。