层状Cu/ZnO/Al2O3催化剂的制备及其催化CO2加氢合成甲醇的性能

以尿素为沉淀剂, 采用均相沉淀法成功制备了层状Cu/Zn/Al 水滑石化合物. 将前驱体材料经焙烧、还原后得到Cu/ZnO/Al₂O₃ 催化剂, 并将其用于CO₂ 加氢合成甲醇反应. 采用X 射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、热重(thermogravimetric, TG)分析、扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)、X射线荧光(X-ray fluorescence, XRF)分析、N₂吸附、H₂ 程序升温还原(H₂-temperature program reduction, H₂-TPR)、氧化亚氮(N₂O)反应吸附、CO₂程序升温脱附(CO₂ temperature program desorption, CO₂-TPD)技术对所制备的样品进行表征. 结果表明, 相对于传统共沉淀法, 以尿素作为沉淀剂, 通过均相沉淀法所制备的前驱体的结晶度更高、催化剂比表面积更大、金属Cu 的分散度更好. 另外, 采用回流处理可以获得更好的效果. 活性评估结果表明, O₂转化率随金属Cu 比表面积的增大而增加, 而甲醇选择性则与催化剂表面碱性位的分布有关. 因此, 采用尿素回流处理均相沉淀法制备的Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂的甲醇收率最高.     

Cu/ZnO-Pd/WO3/ZrO2催化甘油氢解制取1,2-丙二醇

为了提高铜基催化利在甘油氢解制1,2-丙二醇反应中的稳定性,制备Cu/ZnO和Pd/WO₃/ZRO₂混合催化剂采用H₂程序升温还原（H₂-TPR）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）和N₂吸附技术对催化剂的还原性能、酸性进行表征。在连续流动固定床反应器中考察Cu/ZnO-Pd/WO₃/ZrO₂混合催化剂对甘油氢解反应的催化活性和稳定性。结果表明:添加Pd/WO₃/ZrO₂可降低Cu/ZnO催化剂的还原温度;混合催化剂催化甘油氢解制1,2-丙二醇的稳定性与WO₃/ZrO₂的酸密度有顺变关系,WO₃/ZrO₃的酸密度越高,所构成的混合催化剂稳定性越好;均匀混合的Cu/ZnO-Pd/WO₃/ZrO₂催化剂对甘油氢解反应催化活性和稳定性高。     

影响锆酸锂吸收CO2循环性能的一些因素

以纳米级单斜相ZrO₂为反应物,按照n(Li₂CO₃) : n(ZrO₂) : n(K₂CO₃) = 1 : 1 : 0.03的比例制备了可在高温460～650℃下直接吸收CO₂的锆酸锂材料。使用热重分析仪（TG）进行了循环吸收CO₂性能的研究, 采用扫描电镜（SEM）、X－射线衍射仪（XRD）对再次合成的材料分别进行了形貌、结构的分析。实验结果表明,在吸收CO₂后材料的再次合成过程中合成温度及空气流量影响材料吸收CO₂的循环性能,在再次合成温度为750℃,空气流量为100mL/min的条件下,合成的材料具有良好的循环吸收CO₂的性能。     

锆酸锂的合成及其吸收CO2性能研究

以纳米级四方相ZrO₂(t)为反应物,采用高温固相法合成了在高温下可直接吸收CO₂的Li₂ZrO₃材料。用扫描电子显微镜（SEM）、X-射线粉末衍射仪（XRD）分别分析了所合成材料的表面与结构特征,使用热重分析仪（TG）研究了Li₂ZrO₃材料吸收CO₂的性能。实验结果表明,吸收温度影响材料吸收CO₂的性能,500℃下Li₂ZrO₃材料具有最佳的CO₂吸收性能。此外,CO₂气体流量、Li₂ZrO₃材料样品重量以及升温速率均影响材料吸收CO₂的性能。     

纳米ZrO2晶型对铜基复合材料界面的影响

采用原位化学工艺制备了ZrO2/Cu纳米复合粉末,用粉末冶金法制备了纳米ZrO2/Cu复合材料. 通过TEM观察发现,氧化锆呈单斜和四方两种晶型,不同晶体形态的氧化锆颗粒与铜基体之间具有不同的界面特征. 通过Ansys分析软件对不同形态即不同晶型氧化锆与铜基体的界面进行应力模拟分析,结果发现单斜晶型氧化锆的尖端部位很容易产生应力集中,且比四方晶型氧化锆界面处更容易产生裂纹.     

LaAl0.5Ni0.5O3钙钛矿的制备及其对甲烷干重整的催化性能

采用硬模板法制备比表面积大的介孔LaAl_1-xNi_xO₃钙钛矿催化剂,将其用于碳中和甲烷干重整领域,研究不同温度下的反应活性。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、N₂吸附-脱附(BET)、H₂程序升温还原(H₂-TPR)、热重分析(TGA)对制备的催化剂进行表征。结果表明:LaAl_0.5Ni_0.5O₃催化剂在反应过程中表现出了最优异的活性与稳定性。在反应温度为750 ℃,空速GHSV=36 000 mL/(g·h)的反应条件下, CH₄与CO₂的转化率分别达到69.8%和81.5%,经25 h稳定性测试后CH₄与CO₂的转化率仅分别降低2.7%和3.3%。这是由于在H₂-Ar混合气还原过程中,LaAl_0.5Ni_0.5O₃催化剂获得了比LaAl_0.7Ni_0.3O₃催化剂更多的Ni活性位点,同时获得了比LaAl_0.3Ni_0.7O₃催化剂更优异的抗烧结、抗积碳性能。     

丝光沸石改性对合成气一器化制乙醇的影响

合成气经二甲醚羰基化和乙酸甲酯加氢一器化制乙醇技术因原子经济和环境友好而备受关注，但二甲醚羰基化催化剂作为该过程的关键技术之一存在活性较低，进而导致乙醇选择性不高的问题.利用硬模板剂在水热过程中对丝光沸石(MOR)的微观形貌尺寸和酸性质进行调控，以提高Cu/MOR催化剂的羰基化能力，进而提升乙醇的选择性.结果表明：碳纳米管(CNT)硬模板剂可以有效地提升乙醇的选择性，Cu/MOR-0.1CNT-24 h(合成过程中CNT的添加量为0.1 g,晶化时间为24 h)作为羰基化催化剂时乙醇的选择性最优，在压力为2.0 MPa、温度为210℃、进料空速为2 400 mL/(g·h)、进料气组成为V(H₂)∶V(CO)∶V(CO₂)∶V(N₂)=60∶30∶5∶5的反应条件下，CO的转化率约为5%,而乙醇选择性可达到60%以上.X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、氮气物理吸脱附、吡啶吸附红外(Py-IR)和氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)的表征结果表明，在MOR合成过程中添加CNT可以...     

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。     

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。     

高效结晶型DMC催化剂制备及其催化性能

以ZnO,Zn(OH)₂,ZnCO₃,碱式ZnCO₃为前体,采用沉淀转化方法制备基于Zn₃[Co(CN)₆]₂的双金属氰化络合物催化剂,研究了前体制备方法对其催化环氧丙烷与CO₂共聚催化性能的影响.结果表明,以Zn(OH)₂为前体制备的催化剂催化活性有最高,达到4 400 g /g以上,约为传统的溶液沉淀法制备的催化剂催化效率的2倍.该前体的凝聚态结构对催化剂效率影响很大,以ZnCl₂和NaOH溶液制备得到的Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O相能高效转化为催化剂活性结构,得到高效结晶型催化剂.催化剂催化活性也与前体的粒径有关,前体粒径大于75 μm时,催化效率明显下降.     

由氮杂环配体控制结构的从三维骨架到二维层的Mn（Ⅱ）配位聚合物

在溶剂热体系中, 将5\|羟甲基间苯二甲酸(H₂HIPA)和4,4′-二(1H\|咪唑-1-基)-1,1′-联苯(4,4′-DIB)与Mn(Ⅱ)离子组装得到配合物Mn[(HIPA)(4,4′-DIB)] (1). 单晶结构分析表明, 配合物1结晶于单斜的P2₁/c空间群, 包含二核的Mn₂(CO₂)₄结构单元. HIPA^2-连接Mn₂(CO₂)₄形成二维结构, 4,4′-DIB进一步将该二维结构连接成pcu型的柱层式框架. 在相似的合成条件下, 用(E)-1,2-双(吡啶-4-基)乙烯(DPEE)代替4,4′-DIB, 得到配合物Mn[(HIPA)(DPEE)]·xGuest (2). 配合物2结晶于单斜的P2₁/c空间群, 结构中的Mn(Ⅱ)中心与羧基形成Mn₂(CO₂)₄次级结构单元.  配合物2的结构是一个具有sql网络的二维结构. 氮杂环配体的结构差异使Mn₂(CO₂)₄单元在配合物1中是立体构型, 而在配合物2中为平面结构; Mn₂(CO₂)₄的不同构型导致配合物1和2的结构特征不同.     

K元素的掺杂对锆酸锂材料吸收CO2性能的影响

以纳米级单斜相ZrO₂为反应物,采用高温固相合成法在K元素掺杂的情况下,制备了一系列可在高温460～650℃下直接吸收CO₂的锆酸锂材料——Li₂K_2xZrO₃（0≤x≤0.4）。采用扫描电镜（SEM）、X-射线衍射仪（XRD）以及热重分析仪（TG）分别进行了形貌、结构以及吸收CO₂性能的分析。实验结果表明,通过适量K元素的掺杂,能明显改善材料吸收CO₂的性能,当K₂CO₃的添加量x=0.03时,制备的材料具有较快的吸收速度和较好的吸收容量,在500℃、20% CO₂（80%空气）的气氛下保持160min即可达到吸收平衡,吸收量可达（25±0.6）%（wt）,而且材料的循环性能也较好。     

碳基金属单原子材料电催化二氧化碳还原

利用可再生能源电催化二氧化碳(CO₂)还原成燃料或化学品是实现人工碳循环的理想手段。然而,催化剂的活性、选择性和稳定性限制了电催化CO₂还原反应的应用。碳基金属单原子材料(single-atom metal catalysts on the carbon-based materials,M-SACs@C)具有高活性、高选择性和高金属原子利用率,被认为是一种理想的电催化CO₂还原催化剂,因此吸引了研究者的广泛关注。M-SACs@C能将CO₂还原成一氧化碳、甲酸、甲烷、甲醇、乙烯、乙醇等。本文从CO₂还原产物种类的角度出发,对M-SACs@C在CO₂还原反应中的应用进行了概括。我们重点关注了碳基金属单原子的位点构型和活性来源。此外,本文也对MSACs@C上CO₂还原反应的机制进行了分析与展望。可控合成结构均一且负载量高的M-SACs@C、明确CO₂还原反应机制、增强活性位点的稳定性是M-SACs@C走向产业化的必经之...     

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.      

ZrO2纳米晶簇研究

用化学方法将ZrO₂纳米晶簇掩埋在PVA膜内。实验测定ZrO₂纳米晶簇的TEM图。X光谱和光吸收曲线。ZrO₂纳米晶簇平均尺寸约7.0nm。室温带隙是3.024eV。     

低温热处理制备立方相纳米(ZrO2)0.9-(CaO)0.1粉末

以ZrOCl₂,Ca(NO₃)₂和NH₃·H₂O为原料,用液相化学共沉淀法制备（ZrO₂ ）_0.9-（CaO）_0.1粉末,经过600 ℃热处理,用TEM观察形貌,BET测定粒子尺寸,XRD和Raman光谱分析相结构.结果表明：粉末样品的粒径为8.9　nm,晶粒表现为0.5　nm的立方相结构.     

硫酸溶液中IrO2–ZrO2二元氧化物涂层的电化学行为及耐蚀性

In this study, we prepared Ti/IrO₂–ZrO₂ electrodes with different ZrO₂ contents using zirconium-n-butoxide (C₁₆H₃₆O₄Zr) and chloroiridic acid (H₂IrCl₆) via a sol–gel route. To explore the effect of ZrO₂ content on the surface properties and electrochemical behavior of electrodes, we performed physical characterizations and electrochemical measurements. The obtained results revealed that the binary oxide coating was composed of rutile IrO₂, amorphous ZrO₂, and an IrO₂–ZrO₂ solid solution. The IrO₂–ZrO₂ binary oxide coatings exhibited cracked structures with flat regions. A slight incorporation of ZrO₂ promoted the crystallization of the active component IrO₂. However, the crystallization of IrO₂ was hindered when the added ZrO₂ content was greater than 30at%. The appropriate incorporation of ZrO₂ enhanced the electrocatalytic performance of the pure IrO₂ coating. The Ti/70at%IrO₂–30at%ZrO₂ electrode, with its large active surface area, improved electrocatalytic activity, long service lifetime, and especially, lower cost, is the most effective for promoting oxygen evolution in sulfuric acid solution.     

CO2对Fe2O3催化剂NH3-SCR脱硝性能影响

考虑到CO₂是固定源和移动源废气中的主要组分,Fe₂O₃是铁基催化剂中的重要活性物质,研究了CO₂对Fe₂O₃催化剂NH₃-SCR脱硝性能的影响.结果表明,CO₂的加入在300℃以下明显抑制了催化剂的NH₃-SCR性能.这主要是因为CO₂的存在改变了催化剂表面NH₃/NO_x的吸附行为,从而影响了NH₃-SCR反应.原位漫反射傅里叶变换红外光谱和程序升温脱附实验结果表明,CO₂可以被吸附活化成碳酸盐物种;这些碳酸盐物种可以作为新的酸性位点吸附NH₃物种,促进催化剂对NH₃的吸附;但同时CO₂和NO_x之间存在竞争吸附,这会导致催化剂表面生成的关键NO₂物种和硝酸盐物种的减少,从而...     

ZrO2气凝胶材料的制备、改性及应用研究进展

氧化锆(ZrO₂)气凝胶材料是以ZrO₂为主体、具有三维交联网络结构的纳米多孔材料,具有酸碱双性、氧化还原性、高比表面积、高孔隙率及良好的热稳定性和化学稳定性等特点,在隔热、催化、吸附、储能等领域具有广泛的应用。总结了ZrO₂湿凝胶的制备工艺及其干燥方法,从掺杂改性和二元复合两个方面介绍了国内外ZrO₂基气凝胶改性方面所取得的突破性进展,综述了ZrO₂气凝胶材料在隔热、催化和吸附领域的最新研究和应用,最后,对ZrO₂气凝胶的未来发展方向进行了展望。     

合成条件对高硅SSZ-13分子筛膜单气体渗透性能的影响

采用2次水热合成法在多孔莫来石支撑体外表面上制备高硅SSZ-13分子筛膜,考察了合成溶胶中的Si/Al比、晶化时间、晶化温度、H₂O/SiO₂比对合成高硅SSZ-13分子筛膜的单气体渗透性能的影响.高硅SSZ-13分子筛膜的CO₂和CH₄的单气体渗透性能依赖于合成溶胶中的Si/Al比,Si/Al比越高,越有利于气体分离.其次,合成溶胶中H₂O/SiO₂比和晶化条件也能够影响分子筛晶体形貌、分子筛层厚度以及分子筛膜的单气体渗透性能.当合成溶胶的摩尔配比为1.000 SiO₂:0.100 Na₂O:0.100 TMAdaOH:80.000 H₂O:0.005 Al₂O₃,晶化时间和温度分别为48 h和160 ℃时,制备的高硅SSZ-13分子筛膜具有最佳的单气体渗透性能,对CO₂的渗透速率可达到3.0×10^-7 mol· m^-2·s^-1·Pa^-1),CO₂/CH₄的理想选择性为39.