稀土元素Sm修饰催化剂对碳纳米管生长的影响

稀土催化剂是一种稳定性好、选择性高、很活泼的催化剂，在石油的催化裂解方面得到了广泛的应用．以CVD方法生长碳纳米管经稀土元素Sm修饰过渡金属催化剂，进一步增强了催化剂的活性，有效降低了碳氢气的催化裂解温度，从而使合成温度降低到630℃以下，合成的碳纳米管维度也有所改善，这对于大量工业化生长优质碳纳米管具有一定的应用前景．     

碳纳米管促进Cu-基高效甲醇合成催化剂

用自行制备的碳纳米管（CNTs）作为促进剂，研制出一类高效甲醇合成催化剂CuiZnjAlk-Ox-wt%CNTs，评价它们对CO／CO加氢成甲醇的催化活性，并与非CNTs促进的相应体系作对比研究。实现发现，碳纳米管能显著地促进甲醇合成反应活性的提高。在493K，5．0MPa,H2/CO/CO2/N2=62/30/5/3(V/V),GHSV=8000h^-1的反应条件下, Cu6Zn3Al1-Ox-12.5wt%CNTs催化剂上，甲醇的时空产率达1064mgh^-1(g-catal)^-1；产物中甲醇的选择性达98％以上；而在相同的制备和反应条件下、在非促进相应催化剂Cu6Zn3Al1-Ox上，甲醇的时空产率只达729mgh^-1（g-catal)-1.H2-TDP观测揭示，常压下在CNTs材料、以及CNTs促进催化剂CuiZnjAlk-Ox-wt%CNTs上，可以吸附存储着数量相当可观、在423－573K温度范围处于可逆吸、脱附的吸附氢物种。这一特性将有助于在甲醇合成反应条件下，营造较高氢稳态的表面氛围，以有利于提高表面加氢反应的速率；与此同时，很可能由于加氢活性的提高，使得碳纳米管促进催化剂上甲醇合成反应所需温度比非促进的相应体系下降15－25K，这在相当大程度上将有利于提高CO的平衡转化率和甲醇合的平衡产率。本文结果表明，碳纳米管对H2优异的吸附、活化及存储性能对于促进其所改进催化剂上甲醇合成反应活性的显著提高，起着关键作用。     

稀土元素修饰催化剂对碳纳米管生长的影响

在催化裂解乙烯生长碳纳米管时，在将稀土元素加入过渡金属催化剂可使合成碳纳米管的温度降至560℃，在稀土元素影响温区（＜600℃），内，碳纳米管的产率可提高约250％，合成的碳纳米管直径随温度变化的测试表明，在反应温度为560℃时直径最小，约为10nm以下，且非晶碳颗粒最少。     

负载型Ru－Co羰基簇催化剂的XPS和TPD表征

制备了负载型Ｒｕ－Ｃｏ羰基簇催化剂，用Ｘ－ｒａｙ光电子能谱（ＸＰＳ）和程序升温脱羰（ＴＰＤ）等技术，对负载型双金属簇催化剂的表面化学性质和不同气氛中的脱附产物进行了研究，发现负载后，簇合物ＫＲｕＣｏ＿３（ＣＯ）＿（１２）中的ＲｕＣｏ＿３簇骨架与担体表面原子发生强相互作用．在反应温度下，可形成高分散型催化剂．认为ＣＯ加氢反应是按碳烯机理进行．     

低温催化氧化CO的铜锌铈体系催化剂的制备研究

铜-锌复合氧化物催化剂具有较好的低温催化氧化一氧化碳的活性，在此体系中引入适当比例的铈以后，催化剂的T99（CO的99％转化温度）明显下降．采用正交实验的方法，研究了催化剂组成（2因素）、沉淀剂比例、陈化时间、煅烧温度5个制备因素对催化活性的影响．正交实验预测铜锌铈3种元素的摩尔比为2．4：3．6：4、沉淀剂使用NaOH、陈化时间为3h、煅烧温度为450℃时所制得的催化剂有较好的活性．经过实验证明，上述条件下制备的催化剂在130℃就可将检测气（含一氧化碳1％的空气）中的一氧化碳完全氧化．     

纳米NiO／SiO2催化剂的制备及其在碳纳米管合成中的应用

以有机硅剂和硝酸镍为主要原料，通过调节有机硅剂和硝酸镍的配入量，采用sol-gel法及超临界干燥法，制得纳米SiO2－纳米NiO复合催化剂。催化剂的比表面积在470－1590m^2/g之间，将此种催化剂用于有机碳源热解制备碳纳米管过程中发现，该类催化剂可制备管径可控、纯度高的碳纳米管。     

热等离子裂解甲烷制备纳米碳纤维

以N2、H2混合气体为工作气,常压条件下裂解甲烷制得纳米碳纤维。考察了原料气流量、工作气气氛和催化剂类型对CNFs生长的影响,并用SEM和TEM表征产物的形貌和结构。结果表明:原料气甲烷流量的增加可引起产物的形貌多样性增加;由于N2比Ar热值高,高温持续时间长,有利于元素态金属原子参与完成碳结构的石墨化进程,所得纳米碳纤维较Ar气氛产物碳层连续、互相平行,纤维管内外表面平直、光滑、无沉积。以Fe2O3为催化剂,纤维管直径分布范围小,杂质或无定形碳很少;以Co2O3为催化剂,产物近似多壁碳纳米管结构,但纯度较低;以Ni2O3为催化剂的管状产物是长度不到1μm的短截管,结晶度较差。     

碳纳米管负载Ni催化剂制备碳纳米管的研究

将硝酸回流预处理过的碳纳米管载体直接浸入镀Ni溶液中,通过化学镀在其表面上沉积出Ni纳米颗粒,并将所制备的Ni/CNTs催化剂用于制备新的高纯度碳纳米管.实验结果表明,碳纳米管载体的酸预处理时间对Ni/CNTs催化剂在碳纳米管制备过程中的催化性能有很大的影响,从而影响所制备的碳纳米管的形态.当碳纳米管载体在稀硝酸中回流预处理0.5 h后,所对应的Ni/CNTs催化剂催化制备的碳纳米管存在严重的缺陷,其主要结构为竹节状和鱼骨型,同时部分碳纳米管在生长过程中分叉,成Y形结构;当碳纳米管载体经稀硝酸回流预处理6 h后,其对应的Ni/CNTs催化剂催化生长的碳纳米管粉体中,碳纳米管的形态均匀,中空,无任何隔膜,因此碳纳米管载体较长时间的酸回流预处理对催化剂的性能有明显的改善.而且相比纯的纳米Ni,Co以及Ni/SiQ2催化剂,Ni/CNTs催化剂在碳纳米管的制备过程中,具有更高的催化活性.     

五台型煤焦CO2催化气化的补偿效应

五台型煤焦用Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３作催化剂在０．２ＭＰａ和１１２３～１２３３Ｋ温度下进行ＣＯ２气化试验，发现上述两催化剂量分别在９～２５Ｗｔ％、５～２０Ｗｔ％范围内均能明显提高气化速率，且Ｋ２ＣＯ３的催化活性高于Ｎａ２ＣＯ３。催化剂用量对动力学参数的影响说明，该催化气化反应体系存在补偿效应，其等动力学温度分别为１５６２Ｋ（Ｎａ２ＣＯ３）和１７３９Ｋ（Ｋ２ＣＯ３）．     

用离子交换树脂－Pd催化丙酮和氢气一步法合成甲基异丁基酮的研究

以较为简便的方法制备了几种离子交换树脂－Ｐｄ催化剂，并将此类双功能催化剂用于丙酮和氢气一步法合成甲基异丁基酮（ＭＩＢＫ）．实验发现，催化剂的吸氢越大，反应选择性越好；而其交换容量过高则降低了选择性，升高温度有利于提高反应活性和选择性，但有一适宜值增大丙酮空速（ＬＨＳＶ）降低了反应活性和选择性，压力对反应影响不大．在各种树脂－Ｐｄ催化剂中Ｐｄ－干氢树脂（Ｐｄ－ＤＨ）的性能最好．在较佳的反应条件：温度１３０℃，压力２ＭＰａ，ＬＨＳＶ５ｈ－１，氢酮比０．４下，用ｐｄ—ＤＨ催化合成ＭＩＢＫ，丙酮转化率为４８％，ＭＩＢＫ选择性可达９８％．     

镍基催化剂上催化裂解甲烷生长碳纳米管

以共沉淀法制备的 Ni-Al、Ni-Cu-Al和 Ni-L a-Al为催化剂 ,甲烷为碳源 ,在 773～ 10 2 3 K制备碳纳米管 ( CNTs) ,并通过 TEM和 XRD表征了 CNTs的部分性质 ,讨论了催化剂、反应时间和反应温度对 CNTs形貌、结构和产率的影响。结果表明 ,不同催化剂在相同温度下制备的 CNTs的形貌和结构有很大差异。Ni-Al催化剂上生长的 CNTs倾向于碳纤维结构。Ni-Cu-Al催化剂上生长的 CNTs具有节状结构。Ni-La-Al催化剂上生长的 CNTs管腔较大、管径较均匀且石墨化程度最高。在 10 2 3 K下 ,各种催化剂的活性都是在反应初期较高 ,然后随反应时间降低。Ni-Al催化剂在 2 h后活性降低很快 ,在 5 h后完全失活。Ni-Cu-Al和 Ni-La-Al催化剂活性随时间降低较缓慢 ,最后分别在 10 h和 15 h后完全失活。各种催化剂上生长的CNTs的产率随反应温度变化而变化。Ni-Al、Ni-Cu-Al和 Ni-La-Al催化剂上制备的 CNTs分别在 92 3 K、973 K和高于 10 2 3K左右达到最高产率     

Mo/HZSM-5上甲烷脱氢聚合制苯反应

考察了氧气气氛下 ,活化前后分别用H2 处理 0 5h对Mo/HZSM 5催化剂反应活性的影响 .结果表明 :活化后用H2 处理后催化活性显著降低 .甲烷添加O2 ,CO2 后 ,于 70 0℃时进行氧化反应 ,无苯生成 ;75 0℃时甲烷与O2 反应在进行氧化反应的同时 ,有偶联反应发生 .反应温度的提高使甲烷转化率与苯的选择性均有提高 ,但催化剂稳定性下降 ,可能归结为积炭增加和钼组分的挥发流失 .     

Luminescence of carbon nanotube bulbs

Carbon nanotube (CNT) bulbs made of decimeter-scale double-walled carbon nanotube (DWCNT) strands and films were fabricated and their luminescence properties, including the lighting efficiency, voltage-current relation and thermal stability were investigated. The results show that the DWCNT bulb has a comparable spectrum of visible light with tungsten bulb and its average efficiency is 40% higher than that of a tungsten filament at the same temperature (1400―2300 K). The nanotube filaments show both resistance and thermal stability over a large temperature region. No obvious damage was found for a nanotube bulb illuminating at 2300 K for more than 24 hours in vacuum.     

活性炭负载固体碱催化制备生物柴油研究

大豆油在以活性炭为载体的负载型固体碱催化剂(KOH/C,K2CO3/C,KNO3/C)的作用下与甲醇酯交换反应制备生物柴油.考察了催化剂用量、醇油摩尔比、反应温度、时间等因素对产物收率的影响.结果表明:以上3种催化剂都可以催化酯交换反应,其中KOH\C的催化效果最好.当催化剂的质量为大豆油的2％、醇油摩尔比为10:1、...     

Mg(Al)O催化环氧丙烷一步法合成碳酸二甲酯的研究

由水滑石焙烧制得镁-铝氧化物,使用镁-铝氧化物催化剂以环氧丙烷(PO)、二氧化碳和甲醇为原料一步催化合成了碳酸二甲酯(DMC)并联产碳酸丙烯酯(PC)和丙二醇(PG).实验表明,n(Mg)/n(Al)=8的水滑石经773 K焙烧后得到的催化剂对一步合成具有最佳的催化性能.在反应温度433 K和压力6 MPa下,使用镁-铝氧化物催化剂反应10 h后PO转化率达到100%,DMC选择性为20.2%.     

电解液栅型碳纳米管场效应晶体管的实验研究

由于碳纳米管具有独特的结构和性能,因而一直受到人们的关注.对于包括碳纳米管场效应管在内的分子元件的研究方面尤其令人注目.笔者研究了具有电解液栅的碳纳米管场效应晶体管,研究中所用的碳纳米管是用热灯丝化学气相沉积法(CVD)合成的.衬底材料是平面玻璃,Fe/Ni混合物用作催化剂.对具有Ag电极的多壁碳纳米管晶体管作了优化设计制造,并利用KCl溶液作为栅极.实验结果表明,电解液栅型碳纳米管晶体管(FET)呈现出良好的电流-电压特性曲线.在栅压2 V时,其跨导约为0.5 mA/V.并对获得的研究结果进行了讨论.     

Effects of structure and surface properties on carbon nanotubes’ hydrogen storage characteristics

Hydrogen adsorption experiments were carried out in special stainless steel vessels at room temperature (298K) and under 10 MPa using self-synthesized multi-walled carbon nanotubes. In the experiments, carbon nanotubessynthesized by the seeded catalyst method were pretreatedby being soaked in chemical reagents or annealed at hightemperature before they were used to adsorb hydrogen, but their capacity for hydrogen storage was still poor. Carbonnanotubes synthesized by the floating catalyst method were found to be able to adsorb more hydrogen. They have ahydrogen storage capacity of over 4% after they wereannealed at high temperatures, which suggested that theycould be used as a promising material for hydrogen storage.     

预埋增强介质对玻璃纤维复合材料低温弯曲性能的影响

针对低温飞行环境下玻璃纤维增强塑料(glass fiber reinforced plastic,GFRP)可能出现的弯曲断裂问题,对预埋增强介质的GFRP层合板低温弯曲性能进行研究.首先,制备层间预埋碳纳米管薄膜和碳粉薄膜的GFRP层合板;其次,进行低温环境下的三点弯曲试验,并通过分析弯曲应力-应变曲线得出:低温环境...     

Large scale production of carbon nanotube arrays on the sphere surface from liquefied petroleum gas at low cost

Liquefied petroleum gas (LPG), a cheap industrial material, is used as carbon source to produce carbon nanotube (CNT) arrays on ceramic spherical surface on a large scale in the floating catalyst process. The ceramic spheres provide huge surface area and good mobility, leading to the mass production of CNT arrays continuously. The arrays obtained from the surface are of good alignment, and the purity is as high as 97.5%. With the decrease of the growth temperature, CNTs in the array form with small-diameter of about 13 nm can be obtained. Therefore, with the industrial fuel as carbon source and the ceramic sphere as substrate, CNT arrays can easily be produced on large scale at low cost.     

H原子通过碳纳米管的分子动力学模拟

利用Brenner(#2)半经验多体相互作用势和分子动力学模拟方法研究了氢原子在单壁碳纳米管中的运动.对温度为10K时,初始入射动能分别为1,5,10,15,20,30eV的H原子以不同的入射角度进入碳纳米管进行模拟,观察了氢原子与碳纳米管的吸附情况及在碳纳米管中的运动,并讨论了不同入射能量和入射角度对氢原子在碳纳米管中吸附的影响.结果表明,在能量为20eV时H原子能够很好的吸附在碳纳米管管壁上.