煅烧温度对ZrO2-TiO2光催化剂结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶法合成了不同锆掺杂量的TiO₂催化剂,考察了煅烧温度对催化剂结构和性能的影响.结果表明,在Zr/Ti=0.2,焙烧温度550℃,焙烧时间3 h的条件下,制备的550℃-20%ZrO₂-TiO₂催化活性最好.以头孢曲松钠模拟制药废水,当头孢曲松钠浓度20 mg/L,催化剂浓度为1.0 g/L,300 W氙灯照射180 min后,该催化剂对头孢曲松钠的降解率为61.5%.     

锆掺杂TiO2负载锰铈氧化物低温催化还原NOx

采用溶胶-凝胶法制备TiO₂、ZrO₂和不同比例TiO₂-ZrO₂等载体,超声波浸渍负载一定量的Ce-Mn活性组分.通过扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱和比表面积（BET）法对催化剂进行表征,并考察催化剂的氨气低温催化还原NO_x的活性.结果表明,TiO₂-ZrO₂（3:1,摩尔比）载体为介孔材料,颗粒粒径较小且高度分散,比表面积高达151 m²·g^-1由于Zr⁴⁺取代Ti⁴⁺掺杂进入TiO₂晶格内,导致其晶格畸变,抑制TiO₂晶型转变,获得了良好的热稳定性,加之活性组分以无定形态存在,催化剂表面存在Ce³⁺/Ce⁴⁺氧化还原电对,从而提高催化剂的低温催化还原活性.在550℃下焙烧的催化剂10%Ce（0.4）-Mn/TiO₂-ZrO₂（3:1）的活性最高,其在140℃、体积空速67000 h^-1的条件下,NO_x的转化率达到99.28%.140℃时单独通入体积分数为10%的H₂O以及同时通入体积分数为10%H₂O和2×10^-4SO₂,催化剂显示出较强的抗H₂O和SO₂中毒能力.     

纳米TiO2溶胶催化葡萄糖合成5-羟甲基糠醛

采用溶胶凝胶法合成了纳米TiO₂溶胶和PEG-TiO₂溶胶,将其作为葡萄糖转化为5-羟甲基糠醛(HMF)的催化剂,对比研究了纳米TiO₂粉体和TiO₂溶胶的催化性能. 结果表明: 以纳米TiO₂溶胶为催化剂,葡萄糖转化为HMF的转化率为93.7%,HMF的收率为21.7%;以纳米TiO₂为催化剂,葡萄糖的转化率接近100%,而HMF的收率仅为1.4%. 采用聚乙二醇(PEG 200)和钛酸乙酯为原料,制备了具有更高TiO₂固含量的PEG-TiO₂溶胶,方便运输、储存和使用. 在最佳条件下,以PEG-TiO₂溶胶和甲酸为催化剂,以水为反应溶剂,葡萄糖的转化率达到92.0%,HMF的收率达到56.2%,反应温度为100 ℃,反应时间为12 h. 研究结果为工业上大规模绿色高效催化葡萄糖转化为HMF提供了一种新的方法.     

TiO2-rGO紫外光催化臭氧耦合高效降解双酚A的研究

采用液相沉积-煅烧法制备二氧化钛-还原氧化石墨烯(TiO₂-rGO)复合光催化剂。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积与孔隙率分析仪(BET)和紫外-可见漫反射分光光度计(UV-Vis DRS)等对所制备的催化剂进行表征分析。以双酚A(BPA)为模拟污染物,考察了TiO₂-rGO的光催化臭氧氧化降解性能,并通过活性物种捕获实验探究反应机制。结果表明,锐钛矿型TiO₂纳米颗粒成功附着在石墨烯上,颗粒直径约为20 nm;当前驱体溶液中氧化石墨投加量为0.02 g时,样品催化活性最高,反应45 min后双酚A被完全矿化,经过5次循环使用后,仍保持高效催化性能;TiO₂-rGO催化活性的提高主要归因于引入石墨烯后提高了光生载流子的分离效率,促进了光催化与臭氧氧化协同降解;在反应过程中,空穴(h+)和羟基自由基(·OH)是主要的活性物种,·OH对BPA的降解起主导作用。     

气凝胶态可见光响应光催化剂的制备和性能研究

为改进纳米TiO₂光催化性能,采用水热法合成气凝胶态氧化石墨烯(graphene oxide, GO)/TiO₂复合光催化材料,并进行水热合成条件优化和催化剂结构分析。结果表明：以水为溶剂时,GO与TiO₂在120℃反应12 h可获得气凝胶态复合材料,其中,在28 W汞灯照射下GO与TiO₂质量比为1∶1的复合催化剂可在80 min内将10 mg/L的甲基橙溶液降解92.8%;在300 W氙灯(≥420 nm)照射下GO与TiO₂质量比为4∶3的复合催化剂可在3 h内将10 mg/L的甲基橙溶液降解86%,具有很高的可见光催化活性。研究表明：利用GO与TiO₂在一定条件下形成气凝胶态复合多孔材料,能够显著改进纳米TiO₂的光催化性能。     

Al2O3-TiO2复合氧化物负载的钴基催化剂光热费托合成性能研究

选用Al₂O₃和TiO₂的复合物作为催化剂的载体,通过浸渍法合成了不同TiO₂含量(0%,5%,10%,15%)的负载型钴基催化剂,采用XRD、TEM、TPR、BET、UV-Vis、XPS、CO-TPD等技术对催化剂进行了表征,并考察了其光热催化费托合成性能。结果表明,含量较少的TiO₂是激发光催化反应的决定因素,引入紫外光照能够激发光生电子从TiO₂向金属钴转移,有利于反应物CO分子的解离活化,致使CO转化率大幅提升。产物分布方面,抑制产生CO₂,促进低碳数烷烃生成。当TiO₂含量为5%时,光照引起的CO转化率提升幅度最高,可达68.8%。此研究有助于理解光热催化费托反应体系中催化剂构效关系和反应过程。     

Pd-Cu/MXene非甲烷总烃分析专用催化剂的制备及其应用

非甲烷总烃(NMHC)是指除甲烷外可挥发的碳氢化合物及衍生物,是形成臭氧和颗粒物重要的基础,对人类健康和环境都具有严重危害.然而,可挥发的碳氢化合物的浓度一般比较低,无法有效分解.催化氧化作为一种潜在可持续的空气污染控制技术,可以将可挥发性碳氢化合物降解为无污染的H₂O和CO₂,其关键在于高效稳定催化剂的制备.因此,本工作采用了等体积浸渍法制备Pd-Cu/MXene催化剂,并应用于NMHC的催化降解,同时也考察了贵金属Pd负载量、焙烧温度及焙烧时间对NMHC催化氧化活性的影响.结果表明,合适的贵金属负载量、焙烧温度及焙烧时间可以极大地提高催化剂的催化活性,当贵金属Pd的负载量为0.1%、焙烧温度为600℃、焙烧时间为2 h时,Pd-Cu/MXene催化剂具有较高的催化活性,在330℃可将NMHC完全降解,并且经过多个催化氧化循环后仍能保持较高的催化活性.     

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.     

紫外光促进电子迁移对Pt/TiO2催化剂CO催化氧化性能的影响

为了提高CO催化氧化性能,将Pt/TiO₂催化剂在液相中进行紫外照射预处理以增加电子-空穴迁移速率,诱导Pt颗粒长大,然后制备不同UV照射时间的Pt/TiO₂催化剂,测试样品的催化性能和氧化能力,表征样品表面的活性颗粒直径、金属分散度和元素价态,并利用原位红外光谱研究CO催化反应机理的变化。研究结果表明,制备的Pt颗粒直径为1～2 nm,经过8 h UV预处理的Pt/TiO₂催化剂颗粒直径最大,Pt⁰含量增加,且具有最佳的CO催化性能,CO的完全转化温度降低了约45℃,活性位点的TOF提高15倍。通过对反应机理的分析发现,UV照射能减少副反应发生,提高CO转化率。     

复合催化剂AgI-Ag3PO4/TiO2纳米带的制备及其光催化性能研究

通过化学沉淀法在TiO₂纳米带上首先制备了Ag₃PO₄/TiO₂,然后利用离子交换法成功将AgI负载到Ag₃PO₄上,制备了具有优异催化活性的复合催化剂AgI-Ag₃PO₄/TiO₂。利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X-射线衍射仪（XRD）、X-射线光电子能谱（XPS）等分析方法对复合催化剂的形貌、晶型结构、元素组成等进行了表征,结果表明：TiO₂纳米带形貌规整,宽度在50~400 nm之间,AgI-Ag₃PO₄纳米颗粒均匀地负载于TiO₂纳米带表面;TiO₂纳米带晶型为典型锐钛矿相,AgI为六方晶相的β-AgI,Ag₃PO₄为立方晶相;AgI-Ag₃PO₄/TiO₂中Ag元素以+1价态存在于催化剂中,没有Ag单质析出,表明复合催化剂结构稳定。以罗丹明B作为复合光催化剂的模型反应物,评估了不同批次、AgI/Ag₃PO₄不同比例催化剂的光催化性能,结果显示：AgI-Ag₃PO₄/TiO₂系列催化剂的催化活性均高于单独的TiO₂、Ag₃PO₄和AgI;当AgI与Ag₃PO₄物质的量比为3∶5时,AgI-Ag₃PO₄/TiO₂具有最高的光催化效率,该催化剂在30 min后对罗丹明B的降解率可达到98.7%,并且在多次重复实验后仍然保持较高的催化活性。     

高温水热法合成系列介孔氧化铝负载铂催化

采用高温水热法制备稳定、 高度晶化的介孔氧化铝材料(M-Al₂O₃-n), 通过异丙醇铝前驱体与聚四乙烯基吡啶(P4VP)模板间的酸碱自组装实现材料介孔结构的构筑, 再经高温水热处理（180 ℃）实现孔壁的晶化, 并通过担载少量的铂活性组分研究其在催化完全燃烧苯中的性能. 结果表明: M-Al₂O₃-n具有高度晶化的孔壁结构和典型的γ-Al₂O₃晶型; M-Al₂O₃-n具有较大的比表面积（335 m²/g）、 孔容(1.36 cm³/g)和均一的孔径分布（16.1 nm）; M-Al₂O₃-n具有粗糙的表面结构及丰富的纳米多孔结构; 该材料负载少量的铂（质量分数为03%）活性组分得到的新型催化材料在较温和的条件下即可将苯类VOCs完全催化燃烧.     

失活钒基催化剂再生-改性用于低负荷烟气脱硝

基于电厂失活催化剂,采用物相分析、化学组分测试、比表面积测量表征手段确定导致V₂O₅/TiO₂失活的原因为As₂O₃、碱金属中毒,而失活催化剂晶型结构没有发生改变且具有高的比表面积.采用0.01mol/L 的H₂C₂O₄溶液和0.015mol/L的NH₃·H₂O溶液对催化剂进行洗涤再生处理可将催化剂表面SO₃,As₂O₃,K₂O和Na₂O质量分数分别降至0.09%,0.05%,0.02%和0.01%,重新负载1.5%质量分数V₂O₅后催化剂活性得以恢复.负载3%质量分数CuO后催化剂表现出好的低温催化活性,220℃, 250℃, 280℃ 和 310℃下V₂O₅-CuO/TiO₂的NO_○x转化率分别为62.4%, 82.2%, 90.8%和95.5%.     

二氧化钛@聚二乙烯基苯Janus颗粒的Pickering效应及其非均相光催化降解性能

催化剂与反应介质的碰撞是其发挥催化作用、降低反应活化能的基础.在非均相催化反应中，由于界面十分有限，催化剂催化效率较低.利用溶胀突出聚合技术制备了二氧化钛@聚二乙烯基苯(silica@polydivinylbenzene, TiO₂@PDVB)Janus颗粒并应用于硝基苯的光催化降解.采用扫描电镜、接触角测试和比表面积测试分析TiO₂@PDVB Janus颗粒的微观形貌和化学组成，观察在Janus颗粒作用下，硝基苯紫外吸收强度的变化.结果表明，各向异性的TiO₂@PDVB Janus颗粒具有Pickering效应，在油水界面上定向排列以稳定乳液，并为两相液体在界面上的迁移提供通道，因此反应物和催化剂之间的接触概率大大增加.尽管TiO₂@PDVB Janus颗粒的粒径比各向同性的P25 TiO₂颗粒大10倍以上，但其对硝基苯的降解效率比TiO₂高5.6%,且兼具稳定乳液和异相催化的Janus颗粒回收和活化均十分方便，有望应用于工业催化.     

钴基复合氧化物氧化降解甲苯的结构与催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了钴基复合氧化物A-Co（A=Cu,Mn,Ce）,测定和评价了A-Co复合催化剂氧化降解甲苯的催化性能.结果表明,二元钴基复合氧化物氧化降解甲苯的催化活性均优于纯钴氧化物催化剂,其中,Ce-Co氧化物的t10和t90(分别为达到10%和90%的甲苯转化的温度)分别为221,238 ℃,催化活性最高.在240 ℃连续使用50 h,Ce-Co氧化降解甲苯降解转化率仍为99%以上,具有较好的催化稳定性.应用X射线衍射、氮气吸脱附、扫描电子显微镜、氢气程序升温还原和X射线光电子能谱等表征技术,研究了钴基催化剂的结构与催化性能的关系,在Ce-Co催化剂上形成的Ce⁴⁺/Ce³⁺和Co³⁺/Co²⁺氧化还原对促进了催化剂上氧的迁移,提高了表面氧的可还原性,在甲苯氧化降解过程中产生协同作用.     

基于Pt-Ce-Ti催化剂的烧结烟气CO氧化性能研究

为减少烧结烟气中CO排放,采用浸渍法制备了一系列Pt-Ce-Ti催化剂,并在模拟的烧结烟气中测试了催化剂的CO催化氧化性能。首先,通过改变Ti O₂载体上Pt的质量分数,研究了Pt质量分数与催化剂活性的关系;其次,通过共浸渍掺杂和载体的形式,研究了CeO₂对催化剂活性的影响;然后,研究了催化剂的抗SO₂性能;最后,通过XRD,BET和XPS等表征手段研究了催化剂活性差异的机理。研究结果表明：催化剂活性随着Pt质量分数提高而提高;在Pt质量分数为0.1%的基础上以CeO₂为载体或微量掺杂,可以提高催化剂的活性,Pt_0.1%/TiO₂、Pt_0.1%/CeO₂和Pt_0.1%Ce_0.1%/TiO₂催化剂在120℃活性分别为6.80%,84.84%和99.99%;Pt_0.1%Ce_0.1%/TiO₂     

Co改性α-MnO2催化剂低温同时脱硝脱氯苯活性研究

采用一步水热法制备α-MnO₂以及Co改性α-MnO₂催化剂(MnCo_βO_x,β为Co与Mn的摩尔比),通过NH₃选择性催化还原(NH₃-SCR)和氯苯(CB)催化氧化反应(CBCO)测试催化剂单独脱硝、单独脱氯苯以及同时脱硝脱氯苯的活性,并考察催化剂的稳定性。结果表明：β=1.0的MnCo_1.0O_x催化剂催化性能最佳,在150～250℃温度区间内的催化活性有明显提高,NO转化率和CB脱除效率分别增加了约19%和12%。同时通入NH₃、NO和CB时,MnCo_1.0O_x催化剂在200～300℃内NO转化率和CB脱除效率分别达到94%和82%以上,并且发现CB的存在能够抑制NO催化还原反应的进行,而NH₃和NO的存在能够提高CB催化脱除效率。250℃稳定性测试结果表明MnCo_1.0O_x催化剂在长达12 h的...     

宽光谱响应的介孔rGO/TiO2空心块体制备及光催化性能

以钛酸四丁酯(TBT)、氧化石墨烯(GO)为原料,酵母菌为空腔模板剂,柠檬酸为水解抑制剂和介孔模板剂,采用溶胶-凝胶法原位合成介孔GO/TiO₂空心块体材料(GO/TiO₂),通过紫外灯辐照还原得到rGO/TiO₂.利用XRD、SEM、BET、PL表征手段对样品进行分析,研究酵母菌的引入对rGO/TiO₂降解盐酸四环素性能的影响.结果表明:样品为介孔空心块体结构,其比表面积为50.66 m²/g,以4.3 nm的介孔为主;酵母菌的加入可抑制催化剂光生电子-空穴对的复合,并拓宽其光谱响应范围,提高光催化性能;当酵母菌质量分数为5%时,rGO/TiO₂的催化性能达到最佳水平,在可见光及紫外光条件下,盐酸四环素的降解率分别达到84.97%、96.96%.     

Fe-Cu混合氧化物催化湿式氧化低浓度磷化氢实验研究

采用催化湿式氧化法对低浓度磷化氢净化进行实验研究,制备铁、铜单体催化剂以及Fe-Cu混合氧化物催化剂和Fe-Cu-Ce混合氧化物催化剂.研究反应温度和气体流量对磷化氢净化效率的影响.实验结果表明:当反应温度为50℃,气体流量为200mL/min,氧气浓度为0.5%-3.0%,磷化氢入口质量浓度为0.8-1.0g/m~3时,以Fe-Cu混合氧化物作催化剂,磷化氢的净化效率达到70%;当加入稀土元素铈对催化剂进行改性后,净化效率提高到76%,且催化剂的稳定性增强;当温度较高、气体流速较低时,净化效率较高;低浓度磷化氢可以用催化湿式氧化法来脱除.     

铁掺杂TiO2纳米粒子光催化氧化庚烯的研究

采用新的合成路线制得掺铁TiO₂纳米粒子, 通过光催化降解庚烯研究其气固复相光催化性能, 用XRD, UV-vis和XPS等方法研究了掺铁TiO₂纳米粒子的晶体结构、 光吸收特性及表面化学形态. TiO₂纳米粒子掺杂Fe³⁺后, TiO₂的光吸收阈值发生红移, 向可见光区拓展; Fe³⁺掺杂浓度和焙烧温度对掺铁TiO₂纳米粒子的气 固复相光催化降解活性有很大影响, 实验结果表明, 掺铁量为0.5%(摩尔分数), 焙 烧温度300 ℃时光催化降解活性最好.     

HCI加入量对介孔N掺杂TiO2材料结构及光催化性能的影响

以钛酸四丁酯为前驱体,二甲基甲酰胺为N源,HCl为水解控制剂,采用聚合溶胶-凝胶法制备具有可见光响应的TiO₂介孔材料。通过X线光电子能谱（XPS）、X线衍射（XRD）、N₂等温吸附-脱附测试,考察N在TiO₂晶格中的掺杂形式以及HCl加入量对试样的结构性质和可见光催化性能的影响。结果表明:当HCl与钛酸四丁酯的摩尔比值（r）分别为2、3、4时,400℃煅烧后制备得到的材料均为单一锐钛矿晶型,晶粒尺寸控制在10.5～11.5 nm;随着r的增大,材料的比表面积、孔隙率及孔径增大,比表面积为19.6～77.8 m²/g,孔径为3.7～5.4 nm;N掺杂TiO₂材料具有良好的可见光催化活性,且对甲基橙的降解能力随着HCl加入量的增大而显著增大;当r为4时,试样对甲基橙的催化降解率最高,1 h后达到99.2%。