MnO_2@NiCo_2O_4核-壳异质结构的构筑及电化学性能和催化性能

采用2步水热法制备出1种以NiCo_2O_4纳米线为核,MnO_2纳米颗粒为壳的三维结构MnO_2@NiCo_2O_4@Ni-foam复合材料。通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对复合催化剂的结构和形貌进行表征;通过循环伏安法(CV),恒流充放电性能(GCD)和电化学阻抗谱(EIS)来进行表征复合材料的电化学性能;通过O_3催化降解装置对复合材料的催化性能进行研究。结果表明:MnO_2@NiCo_2O_4@Ni-foam复合材料在频率范围为0.1～10 000 Hz时阻抗较低;通过降解实验发现,MnO_2@NiCo_2O_4@Ni-foam对O_3的降解率高于50%,表现出良好的催化效果。这表明MnO_2@NiCo_2O_4@Ni-foam复合材料在降解O_3,净化空气方面有广阔的应用前景。     

F修饰对SiO2@TiO2亲疏水性及光催化性能的影响

采用两步法制备了氟修饰疏水性F-SiO_2@TiO_2材料.以三乙氧基氟硅烷(TEFS)为硅源,采用后嫁接的方法在短孔道MCM-41小球表面引入F原子,再利用醇热法在F-MCM-41小球表面生长TiO_2纳米晶颗粒.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末散射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N_2气吸脱附等手段表征了材料的物相组成和表面结构.研究表明:所制备的氟修饰F-SiO_2@TiO_2纳米复合材料为核壳结构,具有较大的比表面积、较好的介孔结构及较佳的热稳定性.同时,TiO_2纳米颗粒在F-MCM-41小球表面分散均匀、结晶度高、颗粒尺寸小且均一、与F-SiO_2结合牢固.重量吸附实验和光催化实验进一步证实F修饰可抑制水的吸附有利于提高F-SiO_2@TiO_2材料的疏水性和对气相有机污染物的光催化性能.     

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.     

磁性铁钛催化剂的制备及其NH3选择性催化还原NO性能

利用微波热解辅助共沉淀方法制备磁性铁钛复合氧化物催化剂,探讨了钛掺杂对铁氧化物SCR(选择性催化还原)脱硝活性的影响规律,并借助XRD(X射线衍射)、N_2吸附研究钛掺杂前后铁氧化物晶相和微观孔隙结构的变化趋势.结果表明:微波热解辅助共沉淀方法制备的单一铁氧化物表现出强烈的α-Fe2O3晶相,掺杂钛会提高铁氧化物的稳定性;当钛掺杂物质的量比为0.25时,铁钛复合氧化物存在γ-Fe_2O_3和α-Fe_2O_3两种晶相;钛掺杂可细化铁氧化物孔径,增大其比表面积和比孔容,从而提高其中低温NH_3-SCR脱硝性能,合适的钛掺杂物质的量比为0.25;在空速比为60 000/h条件下,275~400℃区间Fe_(0.75)Ti_(0.25)Oz取得了高于90%的NO_x转化率.     

CuO/Ce_xZr_(1-x)O_2催化剂催化CO氧化性能的研究

采用共沉淀法制备Ce_xZr_(1-x)O_2载体,等体积浸渍法制备CuO/Ce_xZr_(1-x)O_2催化剂,考察载体中CeO_2与ZrO_2质量比(mCeO_2∶mZrO_2)和CuO负载量对CuO/Ce_xZr_(1-x)O_2催化剂结构及物化性能的影响.采用X射线衍射(XRD)、比表面积及孔容积测试(BET)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、一氧化碳程序升温还原(CO-TPR)等方法对CuO/Ce_xZr_(1-x)O_2催化剂进行表征,结果表明:当mCeO_2∶mZrO_2为4∶1时,CuO负载量为10%(质量分数)时,10%CuO/Ce_(0.815)Zr_(0.185)O_2催化剂具有较大的比表面积和孔容积,较好的Cu物质分散度,以及较好的还原性能和CO氧化性能.因此,在催化CO氧化反应中,10%CuO/Ce_(0.815)Zr_(0.185)O_2催化剂表现出较优的活性,在常压下,CO完全转化温度低至80℃.     

层状双氢氧化物表面负载TiO_2的光催化性能

采用溶胶-凝胶法,控制pH值,使钛酸四丁酯(TBT)分解,将分解产物TiO2一步负载到碳酸根型镁铝铁层状双氢氧化物(LDH)表面.改变原料TBT与LDH的质量比,制备成不同负载量的TiO2/LDH复合物.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)等对不同质量比的TiO2/LDH进行表征,并对该复合催化剂的光催化性能进行了研究.结果表明,该复合催化剂具有较好的抗紫外线能力,负载0.5%TiO2的LDH比纯LDH具有更高光催化活性.     

LaCoO_3催化剂的制备及其在甲烷催化燃烧反应中的催化活性

采用3种有机络合剂(葡萄糖、柠檬酸、酒石酸),通过溶胶-凝胶燃烧法制备钙钛矿结构的LaCoO3催化剂,并用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪、低温N2吸脱附等温线(BET)、程序升温还原(H2-TPR)以及程序升温脱附(O2-TPD)表征催化剂的结构,考察了3种络合剂合成的样品对甲烷催化燃烧反应的催化活性.结果表明,在600℃焙烧下,以葡萄糖为络合剂合成的LaCoO3催化剂呈现单一的钙钛矿结构,且颗粒粒度最小、分散度最高,具有较高的催化活性;以酒石酸为络合剂合成的催化剂以LaCoO3物相为主,并伴有La2O3和Co3O4物相,催化活性也较好;以柠檬酸为络合剂合成的样品以LaCoO3物相为主,伴有少量的La2O3和Co3O4物相,分散度最差,催化活性最低.     

CeO_2对CuO/γ-Al_2O_3分散及烟气脱硫性能的影响

用分步浸渍法制备CuO/CeO2/γ-Al2O3脱硫吸收催化剂.X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、H2程序升温还原(H2temperature programmed reduction,H2-TPR)和差热天平(thermogravimetric analysis,TGA)等技术分析表明,CuO在γ-Al2O3上的分散阈值为0.042 g/100 m2,CeO2以二维形态(2D-Ce)和团簇三维形态(3D-Ce)存在于γ-Al2O3表面.实验结果表明,CeO2有利于CuO分散,可明显提高CuO/γ-Al2O3吸收催化剂对SO2的吸收总量、吸收速率及其循环使用寿命.     

聚苯胺/钛酸纳米复合材料的合成及其电化学和可见光催化性能的研究与应用

聚苯胺(PANI)/钛酸(H_2Ti_4O_9)层状纳米复合材料以苯胺(ANI)/H_2Ti_4O_9为前驱体,通过原位聚合的方法合成。复合材料的合成过程、形貌和结构通过XRD、SEM、IR和TGA/DSC表征手段进行研究。苯胺以单层且苯环垂直于层板的方式排列在H_2Ti_4O_9层间,聚合后的聚苯胺分子以单层方式排列在层间。PANI/H_2Ti_4O_9复合材料具有优异的热稳定性、氧化还原活性以及可见光催化降解亚甲基蓝活性,在电化学传感器和污水处理方面具有潜在的应用前景。     

TiO_2-SnO_2异质结纳米棒催化剂高效光降解甲基橙

采用水热法合成SnO_2-TiO_2异质结纳米棒光催化剂,该材料具有独特的纳米棒和异质结结构,可有效阻止光生电子和空穴的复合,通过光电流、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等表征手段证明其异质结功效.该材料作为光催化剂,使用时能大幅提升紫外光降解甲基橙(MO)的效率.     

碳基材料在电催化还原CO2中的应用

电催化还原CO₂能够将CO₂转换成高附加值的化学品或燃料,该工艺是一种缓解能源危机和全球变暖的理想途径。但由于缺乏性能优异、价格低廉、环境友好的催化剂,该途径的实用化仍具挑战性。碳基催化剂因具有资源丰富、导电性好、比表面积大、环境友好等优点而被广泛应用于多种催化反应中。目前报道的系列碳基催化剂在CO₂还原反应中也展现出极好的催化性能和应用潜力。综述了N原子掺杂、构造缺陷、单原子负载和金属纳米颗粒负载等手段对碳基材料电催化还原CO₂性能的影响及其催化机制,并总结了电催化还原CO₂所面临的挑战。同时对未来碳基电催化剂的合成及发展进行了展望。     

CuO/CeO2催化剂在温度变动过程中的CO-PROX催化性能

采用浸渍方法制备不同Cu/Ce原子比的CuO/CeO₂催化剂,用于富氢气体中CO优先氧化反应(CO-PROX),考察其在温度变动情况下的催化性能. 利用X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)方法对反应前后催化剂样品进行了表征. XRD测试表明,催化反应后的催化剂中有金属Cu0生成. 这与文献结果一致. 与不含CO₂的情况比较,当模拟富氢气体中含有CO₂时,低温段催化活性明显下降. Cu/Ce原子比为10%的催化剂在温度变动过程中具有较稳定的催化性能.      

不同形貌LaBO_3型钙钛矿的制备及其催化H_2O_2分解反应性能

采用柠檬酸络合法制备了La BO3(B=Fe,Co,Ni)钙钛矿催化剂,通过X-射线粉末衍射(XRD)、傅立叶-红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)等对催化剂进行了表征,在室温下测定了其对H2O2的催化分解能力.结果表明:催化分解能力依次为La Ni O3>La Co O3>La Fe O3,说明Ni较Co和Fe能更好地分解H2O2.通过改变La Fe O3催化剂的形貌也能提高催化剂性能,如多孔状La Fe O3较负载在SBA-15上的La Fe O3具有更好的催化分解活性.     

MnO2催化剂的制备及其催化氧化挥发性有机污染物的研究进展

挥发性有机污染物(VOCs)由于其危害大、来源广,因此受到人们的普遍关注.热催化氧化技术在催化降解挥发性有机污染物方面具有独特的优势,而催化剂二氧化锰(MnO_2)由于其在室温下相对于其他催化剂具有较高的处理效果以及易制备等优点而被广泛研究和使用.本文作者着重讲述了催化剂MnO_2的特点、制备工艺、降解挥发性有机污染物效率的影响因素及其负载方式等在国内外的研究现状.     

一步法合成耐久性水基超疏水TiO2/DTMS涂层

为制备具有优异自清洁功能的耐久性水基超疏水涂层，以十二烷基三甲氧基硅烷(n-dodecyltrimethoxysilane, DTMS)为有机改性物，通过一步法在纳米TiO₂表面嫁接长链烷基官能团得到超疏水TiO₂/DTMS涂层。分析了TiO₂涂层及TiO₂/DTMS涂层的表面润湿性、形貌和化学组成，并对所得超疏水TiO₂/DTMS涂层的自清洁性能、机械及化学稳定性进行了测试。结果表明：超疏水TiO₂/DTMS涂层表面水接触角(water contact angle, WCA)达到159°；以亚甲基蓝粉末作模拟污染物，涂覆有超疏水TiO₂/DTMS涂层的玻璃具有优异的自清洁性能；经机械磨损(10 min)、酸碱液(pH=1、3、5、7、9、11、13)浸泡、高低温(−20、30、60、90、120、150 ℃)处理后超疏水TiO₂/DTMS涂层的WCA仍大于150°，表明其具有优异的机械和化学稳定性，可用于室外防污，如建筑物外墙、玻璃、太阳能电池板等。     

CdS/YFeO3新型磁性可见光催化剂的制备和性能研究

采用共沉淀法,以Cd(NO_3)_2、二甲亚砜、Y_2O_3,HNO_3,Fe(NO_3)_3和柠檬酸为原料合成一系列不同掺杂比例的CdS/YFeO_3复合磁性光催化剂.用差热-热重、紫外可见漫反射、X射线衍射等技术对光催化剂进行了表征.X射线衍射结果表明CdS/YFeO_3复合磁性光催化剂制备成功.由差热-热重结果可知,CdS/YFeO_3复合磁性光催化剂的热稳定性高于纯CdS.紫外可见漫反射结果表明,Cd S/YFeO_3复合磁性光催化剂在紫外和可见光区的吸光度都比纯CdS大.通过罗丹明B的降解反应评价了该类光催化剂的活性.结果表明,CdS/YFeO_3的比例对光催化活性有明显影响.光催化循环实验结果显示,CdS/YFeO_3复合磁性光催化剂具有良好的回收性,首次回收率为92.08%.     

钴掺杂Mn3O4作为模板制备锂离子电池正极LiMn2O4

以水热合成的钴掺杂Mn₃O₄作为模板,通过固相反应制备尖晶石LiMn₂O₄。XRD谱图和SEM照片显示制备的LiMn₂O₄具有岩石状结构并呈现良好的结晶性,同时Co的引入能够引起LiMn₂O₄晶格的收缩。作为锂离子电池正极材料,Co含量的增加能够提高循环稳定性但降低材料放电比容量,3% Co掺杂的LiMn₂O₄在0.5 C的电流密度下,经过100次循环后,剩余放电比容量达101.6 mAh·g^-1;在10 C的电流密度下,放电比容量可维持在81.0 mAh·g^-1,优于未掺杂的LiMn₂O₄。这是由于Co的引入能够稳定LiMn₂O₄晶体结构并抑制循环中的姜-泰勒扭曲。     

Au/CexZr1-xO2催化剂在高浓度CO室温催化氧化中的活性

 以柠檬酸溶胶凝胶法制备的铈锆氧化物为载体,采用沉积-沉淀法制备了Au/Ce_xZr_1-xO₂催化剂.探讨了载体组成、焙烧温度、金担载量对该催化剂催化氧化一氧化碳性能的影响,并对催化剂进行XRD表征,优化了制备条件.结果表明:当载体为Ce_0.75Zr_0.25O₂,焙烧温度为550℃,金担载量为4.7%的催化剂在室温下催化氧化CO的效果最好.该催化剂的优点是具有较强的耐水性;在用量少,一氧化碳浓度高的条件下仍能氧化CO₃0%~40%左右.