活性炭负载N掺杂TiO_2光催化剂的制备及其可见光催化活性研究

以尿素为N源、以钛酸四丁酯和乙醇为原料,采用溶胶凝胶法制备N掺杂TiO2,并用浸渍法将TiO2负载于粒状活性炭上,通过烧结制成N-TiO2/AC光催化剂.并利用TG-DTA、XRD、BET对催化剂的结构、尺寸等特征进行分析和表征,同时考察了亚甲基蓝溶液初始浓度、催化剂用量、亚甲基蓝溶液pH值、催化剂负载次数对N-TiO2/AC光催化剂在可见光下降解亚甲基蓝的影响.其结果表明负载于活性炭上的N-TiO2平均粒径约为9.3 nm,晶型为锐钛矿型,其比表面积为746.9 m2/g.最佳条件下在亚甲基蓝溶液初始浓度为100 mg/L、制备催化剂用量为0.4 g,亚甲基蓝溶液pH值为1.0时,经100 W钨灯5 h照射后,亚甲基蓝的去除率为91.43%,相同条件下比N-TiO2和纯TiO2催化剂活性分别提高了2.580倍和65.31倍.     

不同载体铜基催化剂生物质热解气低温变换反应性能研究

采用浸渍法制备了不同载体(ZrO_2、CeO_2、Al_2O_3和ZrO_2/CeO_2)负载的铜基催化剂,对不同载体的催化剂进行了XRD、BET、H2-TPR等表征,并且进一步研究了催化剂对于生物质热解气低温变换反应的催化性能.结果表明,载体对于铜基催化剂低温水煤气变换反应催化性能影响很大,ZrO_2/CeO_2作为载体的催化剂催化效果最佳.在400℃条件下,Cu/ZrO_2/CeO_2催化剂的CO转化率可以达到95%.     

纳米结构Mn2O3催化H2O2分解亚甲基蓝的研究

文章以微米球和纳米棒两种形貌的Mn2O3分别作催化剂,用XRD和TEM对其结构与形态进行了表征,研究了它们对H2O2分解亚甲基蓝的催化性能.结果表明,分别以微米球和纳米棒两种形貌的Mn2O3作催化剂,H2O2分解亚甲基蓝的脱色反应均符合一级反应动力学,反应速率常数分别为0.002 24 min1和0.007 24 min-1,Mn2O3纳米棒的催化性能优于Mn2O3微米球.在以Mn2O3纳米棒为催化剂的条件下,研究了亚甲基蓝的初始质量浓度、H2O2的质量分数以及催化剂的用量对亚甲基蓝脱色率的影响.     

催化臭氧氧化工艺中催化剂的制备及性能研究

以粉煤灰为载体,金属氧化物(MnO2、Fe2O3、CuO、Co3O4)为催化活性组分,用等体积浸渍法制备不同单组分和双组分的催化剂,通过催化臭氧氧化处理亚甲基蓝模拟废水来评价催化剂的催化性能,确定了最佳催化剂为MnO2/粉煤灰。通过正交实验确定了制备催化剂的最佳条件:负载量为2%,浸渍时间为20 h,煅烧时间为4 h,煅烧温度为400℃。通过对单独臭氧氧化体系和臭氧/催化剂体系处理亚甲基蓝模拟废水进行比较,可知后者的处理效果有了显著提高,去除率从单独臭氧处理87.67%提高到99.47%。     

天然锰矿负载CeO_2低温NH_3-SCR脱硝性能

文章采用浸渍法制备了天然锰矿负载CeO_2复合催化剂,采用一系列表征方法对催化剂理化性质进行了分析,探讨了不同Ce/Mn摩尔比及催化剂的煅烧温度对其低温选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)NO性能的影响,得出CeO_2/MnO_x催化剂的最佳制备条件。结果表明,以安徽省青阳县出产的天然锰矿作为载体,使用浸渍法制备的Ce/Mn摩尔比为0.3、400℃空气气氛下煅烧2h复合型催化剂具有良好的低温催化还原NO性能,当NO初始质量浓度为1 000 mg/m3时,100℃时NO转化率为72.7%,250℃可达95.7%。较大的比表面积、Ce与Mn之间的强相互作用、高浓度晶格氧以及表面吸附态氧组分提供更多的表面酸位点使得CeO_2/MnO_x复合催化剂具有优良的低温SCR NO性能。     

Ni和Ce前驱体对Ni-CeO_2/SiO_2催化剂的甲烷部分氧化制合成气性能的影响

以不同Ni和Ce的化合物为前驱体、商品SiO_2为载体,采用浸渍法制备了一系列Ni/SiO_2、CeO_2/SiO_2和Ni-CeO_2/SiO_2催化剂,对CeO_2在SiO_2载体上的分散情况进行了表征,在此基础上进一步探究了不同前驱体制备的CeO_2/SiO_2对Ni物种的稳定情况以及Ni-CeO_2/SiO_2催化剂的甲烷部分氧化(POM)制合成气的反应性能.研究发现:以Ce(NO3)3或Ce(NO3)3添加柠檬酸制备的CeO_2/SiO_2催化剂的氢气程序升温还原(H2-TPR)谱图中均同时出现了表面CeO_2和体相CeO_2物种的还原峰,而以Ce(CH3COO)3制备的CeO_2/SiO_2催化剂上则主要含表面CeO_2物种.不同前驱体制备的1%Ni/SiO_2(1%为质量分数,下同)催化剂的POM反应稳定性均较差.向1%Ni/SiO_2中添加CeO_2后,以硝酸盐或硝酸盐添加柠檬酸制备的1%Ni-10%CeO_2/SiO_2催化剂的POM反应稳定性均显著改善,且Ni物种的还原峰温均有所提高,说明相关催化剂上的CeO_2与Ni物种之间存在较强的相互作用,可以较好地稳定催化剂上的Ni物种,防止其在反应条件下烧结.向以乙酸盐为前驱体制备的Ni/SiO_2中添加CeO_2后,1%Ni-10%CeO_2/SiO_2催化剂的POM反应稳定性有所下降,其原因可能是该催化剂上的CeO_2与Ni物种之间的相互作用较弱,不利于稳定Ni物种.     

Sol-gel法制备纳米TiO2及其对亚甲基蓝染料光催化降解的研究

采用以溶胶-凝胶浸渍提拉法制备出玻璃负载纳米TiO2,并用以处理亚甲基蓝染料溶液,同时对玻璃负载的纳米TiO2薄膜进行了表征.通过SEM研究表明,玻璃负载的TiO2的直径介于30～50nm之间.研究表明其光催化活性随TiO2单位负载量的增加而增长,纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝反应符合一级反应动力学方程,其表观速率常数为3.8×10-3/s.     

介孔TiO_2/珍珠岩催化剂的制备及可见光催化活性研究

为提高可见光在降解染料废水过程中的利用率,以珍珠岩为载体,制备了负载型介孔TiO2催化剂.分析了焙烧时间和负载次数对催化剂降解亚甲基蓝性能的影响及其动力学规律,并用SEM扫描电镜进行了形貌表征.研究结果表明:焙烧时间超过1.5 h时,催化剂活性随焙烧时间的增加而降低,在最佳焙烧时间1.5 h的条件下,可见光对亚甲基蓝的降解率达71.59%;多次负载有利于催化剂活性的提高,其中负载3次的降解效果最佳珍珠岩呈现出疏松多孔结构,珍珠岩负载1次的二氧化钛较少;负载3次的较多,分布比较均匀;负载5次的二氧化钛较集中,但不及负载3次的多.所制备的催化剂降解亚甲基蓝反应都符合一级或准一级动力学规律,其中焙烧时间为1.5 h及负载次数为3次时的一级反应速率常数分别达到最高.     

甘氨酸燃烧法制备Co/CeO_2催化剂用于CO选择性氧化脱除

采用甘氨酸燃烧法制备了不同负载量的Co/CeO_2催化剂,考察了钴负载量和反应温度对其在富氢气氛中选择性催化氧化CO的反应性能,并与浸渍法制备的Co/CeO_2催化剂进行了对比;同时采用XRD、SEM和H_2-TPR等手段对催化剂进行了表征.结果表明,在富氢气氛下,甘氨酸燃烧法制备的Co/CeO_2催化剂,对CO的选择性催化氧化反应,具有较好的低温反应活性和较高的选择性.当钴金属氧化物负载量为30%时,在150~200℃,催化剂对CO的催化氧化率达到99%以上;并且在反应温度为150℃时,催化剂对CO催化氧化的选择性达到100%.另外,通过用XRD、Raman和TPR对催化剂进行分析表征,在甘氨酸燃烧法制备的催化剂中Co_3O_4具有较好的分散度,Co和Ce之间的相互协同作用提高了催化剂的催化氧化活性和选择性.     

泡沫陶瓷基氢氧化高镍催化剂的制备及模拟污水处理研究（英文）

本研究以活性炭为造孔剂制备泡沫陶瓷,通过浸渍法使NiCl2负载于泡沫陶瓷,再与NaClO和NaOH混合溶液反应生成NiOOH催化剂.以一定浓度的亚甲基蓝为污水模拟物,亚甲基蓝褪色时间来衡量NiOOH催化剂的催化性能.以催化剂量、次氯酸钠量、pH、温度为变量,分别通过单因素实验和正交试验探究了它们对催化效果的影响以及确定污水处理的较优组合条件.结果表明,在温度为55℃、pH为8、催化剂量为1.0g、NaClO量为15.0mL时,亚甲基蓝的完全褪色时间为131min.各因素对污水处理效果的影响顺序为温度催化剂量pHNaClO量.污水处理的最佳实用组合条件为温度为35℃、pH为8、催化剂量为1.0g、NaClO量为15.0mL.     

泡沫陶瓷基氢氧化高镍催化剂的制备及模拟污水处理研究

本研究以活性炭为造孔剂制备泡沫陶瓷,通过浸渍法使NiCl2负载于泡沫陶瓷,再与NaClO和NaOH混合溶液反应生成NiOOH催化剂.以一定浓度的亚甲基蓝为污水模拟物,亚甲基蓝褪色时间来衡量NiOOH催化剂的催化性能.以催化剂量、次氯酸钠量、pH、温度为变量,分别通过单因素实验和正交试验探究了它们对催化效果的影响以及确定污水处理的较优组合条件.结果表明,在温度为55℃、pH为8、催化剂量为1.0g、NaClO量为15.0mL时,亚甲基蓝的完全褪色时间为131min.各因素对污水处理效果的影响顺序为温度催化剂量pHNaClO量.污水处理的最佳实用组合条件为温度为35℃、pH为8、催化剂量为1.0g、NaClO量为15.0mL.     

羟基磷灰石负载磷酸银光催化降解染料的研究

采用溶液离子交换法成功制备了羟基磷灰石负载的Ag3PO4复合光催化剂 (Ag3PO4/HA). 对XRD、TEM 对制备出的催化剂进行表征,研究了有光和无光条件下对亚甲基蓝的降解性能,结果表明,Ag3PO4/HA降解性能良好,对银离子的利用效率较纯Ag3PO4高, Ag3PO4/HA的投加剂量,银负载量以及亚甲基蓝溶液的质量浓度对光催化降解效果有很大的影响.     

CuMn_2O_4/NiMn_2O_4近常温热催化降解亚甲基蓝研究

采用高温固相合成法制备Cu Mn2O4/Ni Mn2O4热敏催化剂,通过XRD、TEM、TGA、UV-vis和SEM等手段对样品进行了表征,研究了近常温热催化降解亚甲基蓝有机污染物。结果表明:亚甲基蓝底物质量浓度分别为30、40和50 mg/L时,随着温度从30、35到40℃的升高,去除率分别达到68.35%、79.64%和88.89%;在完全遮光、40℃、亚甲基蓝底物质量浓度为30 mg/L和热敏催化剂用量45 mg的条件下,经过48 h热催化降解过程,最佳降解率达到最优。此外,利用GC-MS对降解产物进行了分析,发现降解的主要产物为二氯甲烷和甲苯,由此证明亚甲基蓝确实发生了降解反应,且其降解程度也比较彻底。综上所述,近常温热催化降解途径将为未来工业废水处理提供潜在解决方案。     

CeO_2-MnO_x/CF对甲苯的催化氧化性能

为提高Ce基催化剂对挥发性有机物(VOCs)的催化氧化性能,采用超声辅助浸渍法制备CeO_2-MnO_x/CF复合氧化物催化剂,以甲苯为探针分子,考察制备条件和反应条件对催化剂甲苯催化氧化活性的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射分析仪(XRD)、全自动比表面积及孔隙分析仪(BET)等对催化剂的形貌结构进行表征。研究结果表明:CeO_2-MnO_x/CF催化剂比表面积高,孔容大,活性组分在载体上高度分散,双组分间具有协同催化作用;在铈锰物质的量比为2:3、活性组分负载量为14%(质量分数)、空速为22.5 L/(g·h)、甲苯初始质量浓度为1 g/L条件下,CeO_2-MnO_x/CF催化剂的甲苯催化氧化活性最高,228℃下2Ce3Mn/CF催化剂对1 g/L甲苯的催化降解率可达到90%。     

Ca2Fe2O5的制备及其光催化性能'

采用共沉淀法制备Ca2Fe2O5光催化剂,通过X射线粉末衍射、透射电子显微镜和紫外可见分光光度计对样品进行了表征,并以亚甲基蓝为目标污染物,研究Ca2Fe2O5在不同条件下对亚甲基蓝的光催化氧化活性.结果表明:Ca2Fe2O5在250～350nm和400～600 nm范围对光均有很好的吸收;在实验条件下,Ca2Fe2O5具有一定的光催化氧化活性,在150 min左右亚甲基蓝的分解率可以达到94%;焙烧温度和制备方法对催化剂的光催化活性影响很大,而催化荆用量对催化剂的光催化活性没有显著影响.     

Cu-SiO2催化降解有机染料废水的研究

催化氧化法是处理高浓度难降解有机染料废水的有效途径之一.采用溶胶-凝胶法（sol-gel）制备Cu-SiO2催化材料,以亚甲基蓝为有机染料废水的模拟降解对象,利用非均相微波催化氧化法,进行有机染料废水的降解实验.亚甲基蓝的浓度变化利用紫外分光光度法进行测定.分别考察H2 O2用量、催化剂掺Cu量、催化剂用量、初始温度以及溶液pH值等反应条件对降解效果的影响.实验结果表明,最佳实验条件是催化剂用量1.00 g/50mL、浓度为0.3％H2O240 μL/50 mL、微波功率为150W、初始温度为70℃、溶液pH＜7,此时,亚甲基蓝的降解率可达到98.6％以上.     

纳米磁性Fe_3O_4催化H_2O_2氧化降解亚甲基蓝的研究

通过溶液直接沉淀法制备了纳米磁性Fe3O4催化剂,采用粉末X射线衍射、扫描电镜和拉曼光谱对样品进行了表征.以难生物降解的亚甲基蓝(MB)为分子探针,探究了反应溶液的p H、H2O2用量、催化剂用量及MB的初始浓度等因素对其催化氧化降解效率的影响.结果表明:纳米晶Fe3O4是高效的非均相类Fenton催化剂.当催化剂用量为0.5 g·L-1,H2O2浓度为1 mmol·L-1,p H为3.0,反应温度为25℃,反应时间为5 min,可完全降解100 mg·L-1亚甲基蓝.催化剂再生循环实验表明,催化剂重复使用效果好,回收利用方便.     

MoS_2/TiO_2复合材料的制备及其光催化降解染料的研究

采用溶胶凝胶法制备了TiO_2及不同质量比例的MoS_2/TiO_2复合催化剂,并对催化剂进行了红外和X射线粉末衍射光谱表征.以甲基蓝为目标染料污染物,利用催化剂对其进行了紫外光催化降解实验,研究表明复合催化剂MoS_2/Ti O2具有较高的稳定性和光催化活性.催化体系在酸性环境中催化性能较好,利用抑制剂反应产生的空穴和·OH自由基对催化反应起关键作用.     

多孔陶瓷负载钯催化剂及污水处理研究

本研究以廉价的高岭土、滑石粉、氧化铝为主要原料,水泥为固化剂,疏水型活性碳粉为泡沫稳定剂,采用直接起泡法制备了高开气孔率的多孔陶瓷,采用浸渍和反应法负载氢氧化高钯催化剂.利用次甲基蓝模拟污水,并作为钯基催化剂催化次氯酸钠分解的标识物.研究了催化剂负载量、温度、次氯酸钠用量对催化剂降解次甲基蓝的影响.结果显示,多孔陶瓷负载的钯催化剂能有效催化次氯酸钠分解,极大地提高了次甲基蓝氧化褪色的速率,随温度升高,最终褪色所需时间急剧减少.在温度为40℃,催化剂量为0.4g,NaClO量为5mL,pH值为7.88的条件下,50mL浓度为10mg/L的次甲基蓝仅需要58min就能褪至无色.     

Ce/S共掺杂TiO2制备及其光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了沸石负载型Ce/S共掺杂TiO2光催化剂,探讨了可见光下负载型共掺杂TiO2光催化剂的光催化降解亚甲基蓝的可行性和工艺条件.研究结果表明,催化剂焙烧温度300℃,反应体系pH值为7.02时的亚甲基蓝降解效果最好.共掺杂复合光催化剂活性要好于单掺杂和不掺杂的光催化剂活性,负载型复合光催化剂具有很好的重复使用性能.