CeO2/TiO2光催化消除甲醇反应的动力学研究

采用溶胶-凝胶法制备了复合型的CeO2/TiO2粉体光催化剂,用电镜和X射线粉末衍射技术对其进行了表面表征.以有机污染物甲醇的气相光催化消除为模型反应评价CeO2/TiO2催化剂的光催化活性.考察了不同活化温度和活化时间以及不同气体流速对CeO2/TiO2光催化消除甲醇性能的影响,并对该催化剂光催化消除甲醇的反应动力学进行了研究.试验结果表明,在活化温度450℃、活化时间3 h条件下得到的催化剂光催化活性最高.初始浓度为10.2 g/m3的甲醇在流速为4 mL/min时可基本消除,达到排放标准.光催化反应符合一级动力学规律,实验测得该反应的活化能为E(s)=15.63 kJ/mol,指前因子A=0.517 6 s-1.图7,表1,参10.     

N-Fe掺杂TiO_2催化剂的研制及其对气相丙酮的光催化消除

采用溶胶凝胶法制备了N-Fe掺杂TiO2催化剂.用X光电子能谱(XPS),紫外漫反射(DRS)等方法对其进行表征.以丙酮为催化底物,测试了N-Fe掺杂TiO2催化剂分别在可见光和紫外光照射下对丙酮光催化消除反应的反应性能.结果表明:在反应温度为66℃,0.15 g的催化剂上,在可见光照下可将初始浓度为0.76 g/m3,流速为10 mL/min的丙酮100%消除;在反应温度为50℃,紫外光照射下可将初始浓度为0.89 g/m3,流速为15 mL/min的丙酮100%消除.并研究了N-Fe掺杂TiO2催化剂紫外光催化消除丙酮反应的动力学,确认光催化反应为一级动力学反应,在反应温度范围内得光催化反应的Ea=18.17kJ/mol,相关系数R2=0.99309.     

纳米金催化剂的研究与应用

介绍了有关负载金催化剂在CO选择氧化、氮氧化物还原、乙炔氢氯化、水气转换以及烃类的催化燃烧等的应用研究及各种影响金催化剂催化活性的因素。展望了金催化剂的应用前景,提出了有待进一步探讨的问题。     

过渡金属磷钨和磷钨钒杂多酸盐的合成与热性质研究

制备了第一过渡金属(Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn)磷钨、磷钨钒两种杂多酸系列的13种杂多酸盐.对上述产物分别通过原子吸收和分光光度法进行元素分析,用FT-IR进行表征,确定了这些杂多酸盐的组成.实验表明磷钨、磷钨钒两个系列杂多酸盐都为1∶12系列的Keggin结构杂多化合物.研究了这些杂多酸盐在空气、氮气两种气氛下的TG-DTA,讨论了磷钨、磷钨钒两个系列杂多酸盐的热稳定性.     

纳米磷钨酸银光催化剂的微波固相合成

首次应用微波辐射以H3PW12O40和AgNO3为原料,固相反应合成出Ag3PW12O40.12H2O纳米微粒;用FT-IR、UV-vis、TG-DTA确定产物的组成和结构;SEM和BET对产物的形貌、晶粒尺寸和比表面积进行了表征;结果表明,产物为纳米粒子,平均粒径为40 nm,比表面积为179.6938 m2.g-1.在固相反应中,结晶水能形成无数微小的反应水池,限制了产物粒子的晶粒尺寸大小,在微波的磁场和电场作用下,Ag+有序定向的扩散到[PW12O40]3-的外表面,由于微波有极强的穿透力,对样品是内外一起加热,物体快速均匀地升温,从而使游离的H2O、NO2和CO2瞬间同时均匀的挥发出来,溢出的气流阻止了Ag3PW12O40.12H2O颗粒间的团聚.图4,参9.     

纳米多金属氧酸盐的制备方法

由于纳米级多金属氧酸盐具有优异的光、电、磁等方面的催化活性，因此介绍了近年来见诸干研究中的九种纳米多金属氧酸盐的制备方法和原理，它们分别是浸渍法、真空法、阳离子交换法、微乳法、固相合成法、表面修饰法、两步法、层接层法、溶胶-凝胶法，并比较了它们各自的物化特性，总结了这些方法制备的纳米多金属氧酸盐在催化领域中的应用前景。     

碱土金属希夫碱配合物的合成及表征

合成了N，N’-双(2-水杨醛缩氨基苯基)1，3-丙二酸二酰胺配体及其碱土金属配合物．通过元素分析、IR，UV分析，结果表明：配体与镁、钙、锶、钡均形成1：1型的配合物．并对配体及配合物的荧光性质做了初步的研究．     

负载型Au/γ-Al2O3催化剂对丙酮的催化消除反应

采用沉积-沉淀法制备了负载型Au/γ-Al2O3催化剂,对丙酮蒸汽进行催化消除反应,探讨了催化剂中金含量、活化过程中不同活化温度、活化时间以及催化剂用量对催化活性的影响.并对催化剂进行了SEM和XRD表征,优化了制备条件.结果显示,控制活化处理温度为300 ℃、时间为1 h,以0.65 g、质量分数为2.5%的Au/γ-Al2O3催化剂能将浓度为4.66 g/m3丙酮在140 ℃下完全催化消除.图7,参14.     

掺杂修饰TiO_2复合催化剂光催化消除甲醇的研究

采用酸化-乙醚法合成了H3ASW12O40(AsW),溶胶-凝胶法合成了一系列催化剂(TiO2,TiO2-AsW,TiO2-CeO2,TiO2-ZrO2、TiO2-ZrO2-AsW、TiO2-CeO2-AsW),并用红外光谱,差热-热重分析方法对其进行表征.以甲醇消除反应为模式反应评价催化剂在紫外光照下的光催化性能,考察了制备和反应条件对催化剂性能的影响.在体系流速为2 mL·min-1甲醇的初始浓度为11.7 g·m-3时,ZrO2掺杂量为0.15%时,TiO2-ZrO2(0.15%)复合催化剂光催化消除甲醇达97.6%.CeO2掺杂量为0.2%时,TiO2-CeO(20.2%)复合催化剂的光催化活性最好,甲醇消除率达到99.2%,均优于TiO(296.3%),达到国家大气污染物排放标准.对于三组分TiO2-CeO2(0.2%)-AsW(0.1%)和TiO2-ZrO(20.15%)-AsW(0.1%)复合催化剂在相同条件下催化相同浓度的甲醇时消除率分别为78.8%和86.6%.当初始浓度降为6.8 g.m-3,甲醇在TiO2-CeO(20.2%)复合催化剂上的消除率达到100%.图6,参13.     

有机-无机杂化物：合成·表征·光致变色特性

用溶液法合成2种新型结晶化的有机-无机杂化物La2K(PMo₁₂O₄₀)(EDTA)₄（1）和Ni(PW₁₂O₄₀)(EDTA)₂（2）.利用红外光谱（IR)、差热-热重分析（TG-DTA）、循环伏安（CV)、固体荧光光谱(FL)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、能谱分析(EDS)、X-射线粉末衍射(XRD)对杂化物的组成、结构特征、光致变色性能进行系统研究.2种杂化物均表现出良好的光致变色性,紫外光照射下杂化物1由黄色变为墨绿色,杂化物2由蓝绿色变为灰黑色.暗处室温下保存,变色后的杂化物1稳定,光致变色不可逆,而杂化物2空气中避光4 h 能恢复到原来的颜色,温度升高该逆反应速度加快,无氧条件下该逆反应不发生,即杂化物2在有氧条件下,表现出良好的光致变色可逆性.2种混配物都对光响应速度快,是潜在的光学材料.