TiO2/Li4Ti5O12/Na2Ti6O13复合催化剂的制备、表征及其光催化活性

采用反相微乳法,制备了TiO2/Li4Ti5O12/Na2Ti6O13复合催化剂,运用TG-DSC、XRD、SEM等分析方法对催化剂进行表征.在紫外光(λ=365 nm)照射下,以2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)作为目标污染物,用P-25型TiO2作对照,研究了TiO2/Li4Ti5O12/Na2Ti6O13复合催化剂光催化降解2,4-DCP的特性.结果表明,制备的TiO2/Li4Ti5O12/Na2Ti6O13复合催化剂成带状纳米结构,其长度大于5μm,宽度约60 nm,厚度小于30 nm,结晶良好,分散性高,在紫外光照射下,50 min内对20 mg·L-1的2,4-DCP降解率达到了99.8%,表现出了比P-25型TiO2更高的光催化活性.     

金属氧化物MoO3(WO3)和V2O5对烟气脱硝催化性能试验

以纳米级锐钛型TiO2为载体,负载V2O5和WO3(或MoO3)制备催化剂,研究不同催化剂组分对NO和NO2脱除率以及N2O生成量的影响.结果表明,V2O5的加入使得MoO3(WO3)/TiO2催化剂的活性和选择性得到了改善.MoO3(WO3)的加入主要是改善了催化剂表面的活性位数量,从而使得V2O5/TiO2基催化剂表现出更高的活性.     

TiO2纳米管光催化还原Cr（Ⅵ）的研究

以水热法制备TiO2纳米管,采用X射线衍射仪(XRD),高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和紫外可见漫反射光谱对其结构和性质进行了表征.研究了光催化还原溶液中Cr(Ⅵ)的反应活性,分别考察了煅烧温度、反应溶液的pH、助催化剂对TiO2纳米管光催化还原的影响.实验结果表明,TiO2-550光催化活性最优;酸性条件有利于Cr(Ⅵ)的还原;NiO和Co2O3复合的TiO2-550光催化活性明显提高.     

碱金属氧化物对V2O5-WO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

在V2O5-WO3/TiO2催化剂上负载碱金属氧化物（K2O,Na2O）,通过BET,XRD和SEM等方法对微观结构进行表征,研究不同含量碱金属氧化物对催化剂脱硝活性、N2O生成率和SO2氧化率的影响.结果发现,较大含量的碱金属对催化剂微观结构有一定影响.碱金属氧化物与催化剂表面V物种的结合生成部分碱金属盐（如KVO3）,改变了催化剂的表面结构,使催化剂中有效活性位的数量大大降低,从而导致催化剂活性降低.两种碱金属氧化物对催化剂的毒性顺序为K2O〉Na2O.     

商业钒钛基选择性催化还原法脱硝催化剂的抗毒改性

通过浸渍法向商业V2O5(WO3)/TiO2催化剂中掺杂了不同浓度的Ni或Zr元素,并对催化剂进行了K中毒前后的活性测试以及EDS、BET、XRD、FT-IR、H2-TPR、XPS表征测试.结果表明,掺杂Ni或Zr后催化剂抗K中毒能力显著增强,EDS和XRD结果显示Ni和Zr能进入催化剂体系,催化剂载体TiO2保持原有锐钛矿晶型,其他元素则以高度分散或无定形状态存在.NH3吸附FT-IR实验证明掺杂Ni后催化剂表面形成了新的Lewis酸位,而Zr的加入使原有Bronsted酸位得以增强,这是两种元素的掺杂均能提高催化剂抗K中毒能力的原因.H2-TPR和XPS实验证实掺杂后催化剂氧化还原能力得到了增强,弥补了比表面积减少的不利因素.     

还原温度对Pd-CeO2/Al2O3催化剂加氢脱硫性能的影响

采用浸渍法制备CeO2改性的Pd/Al2O3加氢脱硫催化剂,考察了还原温度和还原-氧化预处理对Pd/Al2O3和Pd-CeO2/Al2O3催化剂加氢脱硫性能的影响.结果表明,Pd/Al2O3的活性受还原温度的影响很小.Pd-CeO2/Al2O3还原温度的升高使CeO2发生迁移,导致催化剂表面Pd原子数减少,同时削弱了Pd-Ce界面效应,从而使催化剂的活性降低.还原-氧化预处理使Pd-CeO2/Al2O3的活性有较大提高,预处理能促使Pd的再分散,增加了对H2的吸附活化能力,在Pd-Ce的界面效应共同作用下使催化剂拥有较高的活性.     

纳米负载型V2O5-WO3/TiO2催化剂碱及碱土金属中毒

实验制备了陶瓷颗粒为骨架的纳米级V2O5-WO3/TiO2(C)催化剂,采用浸渍法模拟碱及碱土金属中毒,研究中毒对催化剂脱硝活性的影响,通过BET、XPS、NH3-TPD技术分析了碱及碱土金属对催化剂的失活作用.结果表明,碱及碱土金属K、Na、Ca能够明显降低催化剂脱硝活性,350℃时,K、Na中毒催化剂活性降低了约30%左右,Ca中毒催化剂降低了20%.碱及碱土金属没有改变催化剂表面物种组成,催化剂活性与催化剂表面强氨气吸附位数量具有线性关系,K、Na、Ca与催化剂表面活性酸位结合,使催化剂中毒.     

新型高效H2-SCR尖晶石型NiFe2O4催化还原NO

采用柠檬酸配位溶胶-凝胶法制备尖晶石型复合金属氧化物NiFe2O4,以H2为还原剂,在固定床反应器中考察了该催化剂催化还原NO的性能,并借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积测定(BET)、程序升温还原(TPR)和程序升温脱附(TPD)等方法对样品的晶体结构、形貌等特性进行了表征.结果表明.在空速4500 h-1,H2/NO浓度比为1,温度为400℃下,H2催化还原NO的效率可达97.8%,高H2/NO浓度比对NO转化率提升不大,高空速对其催化活性无明显影响.所制备的NiFe2O4催化剂具有典型的尖晶石结构,颗粒不规则,粒径大约为30—150 nm,并且具有良好的双官能团氧化还原性质.     

钒-氮共掺杂TiO2的合成、表征及光催化性能

以偏钒酸铵作为钒源、二乙醇胺作为氮源,采用溶胶-凝胶法合成了钒-氮共掺杂TiO2.通过XRD、UV-Vis、TEM、XPS、BET等表征手段,对光催化剂的晶体结构及形貌、紫外可见光响应特性、比表面积、表面元素及存在形式进行分析,探讨钒氮共掺杂TiO2的影响机制.以苯酚为污染物,评价其在紫外光及可见光下的光催化活性.结果显示,所合成的光催化剂均为锐钛矿,钒氮共掺杂能够增大其比表面积,并使光吸收范围拓展至可见光区,N以O—Ti—N、Ti—O—N结构存在于钒氮共掺杂TiO2中,V以V5+的形式存在,钒-氮共掺杂TiO2在紫外光下对苯酚降解速率是TiO2的3.18倍,在可见光下对苯酚的降解速率为TiO2的2.56倍,重复使用7次后,钒-氮共掺杂TiO2对苯酚的降解率仍可以达到99%以上.     

Ce0.7Zr0.3O2纳米棒的制备及其对柴油车尾气碳颗粒的催化净化性能

本研究以硝酸铈、硝酸锆为原料使用溶剂热合成法,制备了CeO₂-ZrO₂纳米棒催化剂(Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)),并用于柴油车尾气碳颗粒催化净化.催化活性检测证实:Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)纳米棒催化剂可有效净化柴油车尾气碳烟颗粒.在Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)存在下,碳颗粒净化率为10%、50%和90%时,所需温度分别仅为375℃、414℃和455℃,比商用Ce_0.7Zr_0.3O₂和Ce0.3Zr0.7O2催化剂性能更优.采用氮吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、H2程序升温还原(H₂-TPR)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术对催化剂进行表征.XRD和Raman结果证实,Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)主要由立方相CeO₂构成,并掺杂了少量四方相氧化锆.SEM和TEM结果则显示,Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)催化剂颗粒明显由纳米棒堆积而成,特定的纳米形貌会影响其对碳颗粒的催化氧化活性.XPS结果证明Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)催化剂主要具有晶格氧、化学氧和表面吸附氧等氧物种;晶格氧是碳颗粒氧化的活性氧物种,其溢流到催化剂表面可与碳颗粒接触从而提高反应活性;化学氧和表面吸附氧均为表面氧物种,极易与表面固体碳颗粒直接接触,从而可在较低温度下促进碳颗粒的净化.H₂-TPR结果进一步证实了XPS结果,Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)催化剂的低温还原温度比商用Ce_0.7Zr_0.3O₂催化剂更低,且含有更多的易还原氧物种,这些低温易还原氧物种可以在较低温度下参与催化反应,促进柴油车尾气颗粒物的低温催化净化.     

铈锆固溶物载Pd催化剂的构造特征及其活性

以共沉淀法和滤纸作为模板剂的模板法制备铈锆固溶物(Ce／Zr=1)负载Pd催化剂,用XRD对其进行晶相分析,两种方法均形成立方萤石结构．TPR实验揭示了滤纸模板法制备的铈锆固溶物高温老化催化剂更易被还原．催化剂表面Pd的分散度和活性评价实验表明,催化剂表面贵金属的分散度在一定程度上决定催化剂的活性,载体物性影响Pd的分散度,滤纸模板法制备的铈锆固溶物负载Pd催化剂有较高的Pd分散度,表现出比共沉淀法制备的铈锆固溶物负载Pd催化剂好的三效活性．     

碘铈共掺杂纳米TiO_2的制备及可见光光催化性能

采用溶胶凝胶法制备了不同原料比例碘铈共掺杂纳米TiO2催化剂,运用X射线光电子能谱（XPS）,X射线衍射（XRD）,透射电镜（TEM）等检测手段对催化剂进行了初步表征.结果表明,经过450℃煅烧处理得到的TiO2、铈掺杂TiO2以及碘铈共掺杂TiO2催化剂均为锐钛矿相,掺杂的Ce和I原子可能以I—Ce—O及O—Ti—I等键合方式进入TiO2晶格内部,此外,I-Ce离子共掺杂能有效降低TiO2表面的电子-空穴对的复合.以染料罗丹明B（Rhodamine B,RhB）和无色小分子水杨酸（Salicylic acid,SA）为降解的目标化合物,发现碘铈共掺杂的最佳物质的量之比为nCe∶nI∶nTi=0.04∶0.05∶1,即I0.05Ce0.04TiO2催化剂在可见光照射下（λ〉420 nm）降解目标化合物其光化学活性明显优于单掺铈的TiO2催化剂和未掺杂的TiO2.该催化反应涉及到空穴氧化,并伴有羟基自由基（.OH）、超氧自由基（O2.-）及H2O2等氧化物种的产生.     

多孔TiO_2光催化降解罗丹明B水溶液

以SiO2为模板剂,采用溶胶-凝胶-碱洗的方法制备多孔TiO2催化剂。经TEM和BET分析表明,多孔TiO2粒径约为10 nm,且颗粒大小分布均匀,其比表面积较大,约为167.572 m2/g。通过罗丹明B水溶液的光催化降解实验,考察了多孔TiO2的光催化活性。实验结果表明,初始pH=6,初始浓度30 mg/L的罗丹明...     

用过渡应答技术研究V2O5—TiO2上NO—NH3选择性还原反应的机理

在固定床、柱塞流反应器中，以浓度跃变方法进行过程应答实验，研究了在Ｖ２Ｏ５－ＴｉＯ２催化剂上，存在Ｏ２时ＮＯ与ＮＨ３进行的选择性还原反应。根据应答曲线提出了该过程的反应历程，认为：反应是在吸附态的ＮＨ３与ＮＯ物种之间进行的，其速率控制步骤是ＮＯ的吸附；催化剂表面Ｖｓ＾４＋—ＯＨ再氧化为Ｖ＾５＋＝０所需要的氧，可以从气相、也可以从体相骨架中逐层获得，而从Ｖ２Ｏ５体相骨架传递氧到表面是通过一个“氧空穴     

Fenton溶液预处理对TiO2纳米管催化活性的影响

采用Fenton溶液对TiO2纳米管电极进行预处理,研究其对TiO2纳米管催化活性的影响,考察了Fenton溶液的浓度、配比和处理时间等影响因素,研究了Fenton预处理过程中溶液中二价铁和总铁的含量变化,运用X射线光电子能谱仪(XPS)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对TiO2纳米管电极进行了表征,初步探讨了经处理后TiO2纳米管催化活性再生或增强的机理.结果表明,经Fenton溶液处理后的TiO2纳米管催化活性有明显地提高,Fenton溶液浓度越高,TCs降解率越大(相应于TiO2纳米管催化活性的增强);在一定浓度范围内,H2O2的配比高低对TCs降解率影响较大,其所占比例高,则降解率高,而Fe2+配比高低对TCs降解率影响相对较小.在Fenton溶液处理过程中,溶液中剩余的Fe2+含量较为恒定,总铁的含量呈下降趋势.XPS分析表明,经Fenton溶液处理后,TiO2纳米管电极表面C1s含量降低,O1s、Fe2p含量增大;部分含碳官能团含量明显降低,O1s的电子结合能向高能端位移.     

高压脉冲放电等离子体活化NH3还原去除NO

NO如直接排放会引起酸雨、光化学烟雾等一系列大气环境问题,采用高压脉冲放电等离子体活化NH3还原去除NO,这种新方法结合了脉冲放电等离子体技术和催化还原技术的优点来提高NO的去除率。采用浸渍法制备催化剂V2O5/TiO2,用NH3作为还原气体,升温的同时利用针头作为阳极,大地作为阴极进行放电处理。结果表明,在有氧条件下(含氧量为10%),当V2O5含量为4.5%,温度为310℃,脉冲电源电压在14000～22000V变化时,NO的去除率可达95.3%。还探讨了放电等离子体活化NH3去除NO的机理。     

NiB2O4 (B = Mn or Co) catalysts for NH3-SCR of NOx at low-temperature in microwave field

● Microwave-assisted catalytic NH₃-SCR reaction over spinel oxides is carried out. ● SCR reaction temperature is tremendously lowered in microwave field. ● NO conversion of NiMn₂O₄ is highly up to 90.6% at 70°C under microwave heating. Microwave-assisted selective catalytic reduction of nitrogen oxides (NO_x) was investigated over Ni-based metal oxides. The NiMn₂O₄ and NiCo₂O₄ catalysts were synthesized by the co-precipitation method and their activities were evaluated as potential candidate catalysts for low-temperature NH₃-SCR in a microwave field. The physicochemical properties and structures of the catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscope (SEM), N₂-physisorption, NO adsorption-desorption in the microwave field, H₂-temperature programmed reduction (H₂-TPR) and NH₃-temperature programmed desorption (NH₃-TPD). The results verified that microwave radiation reduced the reaction temperature required for NH₃-SCR compared to conventional heating, which needed less energy. For the NiMn₂O₄ catalyst, the catalytic efficiency exceeded 90% at 70 °C and reached 96.8% at 110 °C in the microwave field. Meanwhile, the NiMn₂O₄ also exhibited excellent low-temperature NH₃-SCR reaction performance under conventional heating conditions, which is due to the high BET specific surface area, more suitable redox property, good NO adsorption-desorption in the microwave field and rich acidic sites.     

以工业级TiO2为载体负载不同助催化剂V2O5基脱氮催化剂的性能

在工业级TiO2载体上,通过浸渍法负载V2O5,WO3和MoO3等活性物质,制备不同V2O5基的烟气脱氮催化剂．在固定床反应器中测试DeNOx活性,研究不同的助催化剂(WO3和MoO3)对该类型催化剂DeNOx活性的影响,结果表明,在三元催化剂中,V2O5是主活性物质,MoO3和WO3是助催化剂,此外,V2O5-MoO3／TiO2的脱氮效率高于V2O5-WO3／TiO2,但N2O的生成量较大。     

MoO3/TiO2催化剂对NH3选择性催化还原NOx的研究

通过共混法制备MoO3／TiO2催化剂,还原脱除NOx的研究．对于100目的催化剂,并在固定床反应器中进行了NH3选择性催化在较低温度下(≤583K),升高温度和降低空速,NOx脱除率提高;在反应温度较高时,NH3氧化的副反应的影响加强,此时过度延长反应时间和提高反应温度反而会使NOx脱除率降低．在583K和空速为12kh“时,NOx转化率可达92％．FT-IR光谱和XRD分析结果表明,MoO3形成分散相,均匀分布在TiO2颗粒表面并形成稳定的Mo=0基,它的加入没有影响TiO2(锐态矿型)的结构和形貌．