CuO/Ti0.5Zr0.5 O2催化剂上NO+CO反应活性的研究

以Ti0.5Zr0.5O2复合氧化物为载体，采用浸渍法制备了不同负载量的CuO／Ti0.5Zr0.5O2(TZ)催化剂，考察了催化剂对NO的反应活性，并用TPR、TG-DTA和NO-TPD等技术对催化剂进行了表征。结果表明，CuO的负载量和焙烧温度对催化剂的活性均有影响。30％CuO／Ti0.5Zr0.5O2(500℃，2h)在反应温度为400℃时NO转化率为100％。TPR结果表明，CuO负载量≤12％时，在TPR上出现了2个还原峰(即α和β峰)；而进一步提高CuO的负载量，出现了γ还原峰，推测α峰为高度分散Cu物种的还原，β峰为孤立的Cu物种的还原，γ峰则为晶相CuO的还原峰。TG-DTA图谱显示在725℃左右的放热峰是ZrTiO4晶化过程的完成。NO-TPD结果表明NO吸附在TZ上的热脱附过程中，出现2个脱附峰；而NO吸附在12％CuO／TZ上，500℃和750℃焙烧的催化剂上出现3个脱附峰；而在850℃和950℃焙烧的催化剂上只出现2个脱附峰，且NO在上述不同焙烧温度的催化剂上的脱附峰温均低于载体，这表明NO吸附在CuO／TZ催化剂上比吸附在Ti0.5Zr0.5O2上更容易脱出和分解。     

水热法合成Bi2S3纳米管及其生长机理

以硝酸铋[Bi(NO)3]和硫化钠(Na2S)为反应原料, 采用水热法在120 ℃下反应12 h, 制备出Bi2S3纳米管. 利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)和高分辨透射电镜(HRTEM)对其结构和形貌进行了表征. 结果表明, 所制备的产物是结晶良好的正交相Bi2S3纳米管, 其外径为100~500 nm, 内径为50~200 nm, 长为1~5 μm. 根据实验结果讨论了Bi2S3纳米管的生长机理. 初步研究了反应温度和矿化剂种类对产物形貌和结构的影响.     

一维Bi_2Fe_4O_9纳米棒阵列的无模板水热合成

以物质的量的比为1∶1的Bi(NO3)3·5H2O和Fe(NO3)3·9H2O为反应原料,以NaOH为矿化剂,利用水热法在Ti基板上成功制备出一维Bi2Fe4O9纳米棒阵列。对该纳米棒阵列分别进行XRD、FE-SEM、HR-TEM和UV-Vis测试,得到Bi2Fe4O9纳米棒的直径为100 nm,长度为3~4μm,并表现出良好的光吸收性能,禁带宽度约为1.9 eV,对甲基紫溶液的光降解率达到86%,其活性明显高于市售P25(TiO2)。该纳米棒阵列的生长方式完全遵循奥斯瓦尔德熟化(Ostwald ripening)单晶生长机理。     

用CuO／γ－Al2O3催化剂同时脱除烟气中的SO2和NO

 研究了用CuO／γ－Al2O3催化剂同时脱除烟气中的SO2和NO，并在固定床反应器中考察了反应条件对其催化活性的影响．结果表明，温度和SO2对CuO／γ－Al2O3的催化活性均具有双重影响．新鲜催化剂和硫化催化剂上最适宜的脱硝温度分别为250～300℃和300～450℃，最适宜的n（NH3）／n（NO）约为1．2．烟气中的氧可大大提高CuO／γ－Al2O3的脱硫脱硝活性．综合考虑吸附硫容和NO脱除率，CuO／γ－Al2O3同时脱硫脱硝的最适宜温度为350～450℃．温度和SO2在高温区对CuO／γ－Al2O3活性的影响源于两者对NH3氧化活性的改变，高温下CuO／γ－Al2O3的活性下降是因为NH3氧化加剧；SO2通过使催化剂硫化生成硫酸盐来抑制NH3氧化，从而提高CuO／γ－Al2O3的活性．吸硫饱和的催化剂可于5％NH3中还原再生，再生后其硫容较初始时降低，但其活性大幅度提高．     

纳米结构CuO为敏感电极的阻抗谱型NO2传感器

以浸渍技术制备的纳米CuO颗粒作敏感电极,以YSZ作为固体电解质制备了阻抗谱型NO2传感器。采用XRD、SEM对NO2传感器敏感材料的相组成和微观形貌进行了表征,应用电化学工作站测试了传感器的敏感性能。结果表明:浸渍法制得的CuO颗粒均匀分布在电解质的多孔层内,粒径在200 nm左右。在450～550℃,传感器对NO2有良好的敏感性,在0.1 Hz总阻抗|Z|=(Z′2+Z″2)～(1/2)姨与NO2浓度(0～200 mL.m-3)呈良好的线性关系。传感器的固有响应时间为50 s,共存的O2和CO2气体对传感器敏感性能几乎没有影响。     

3D异金属Bi(Ⅲ)-Pr(Ⅲ)配位聚合物的合成、晶体结构和热稳定性

在水溶液中合成了双金属配位聚合物({[(NO3)(H2O)3Pr(μ4-Hedta)Bi-(NO3)2]·2H2O}2)n, 并通过元素分析、红外光谱和X射线单晶衍射等手段进行了表征. 该配合物为单斜晶系, P2(1)/n空间群, a=1.26831(18) nm, b=0.82189(12) nm, c=2.3755(3) nm, β=105.055(2)°, R=0.0429, V=2.3913(6) nm3, Z=4. Bi(Ⅲ)-Pr(Ⅲ)间通过配阴离子Hedta3-中4个羧基的桥联作用构建配合物的3D结构. TG-DSC结果表明, 该配合物热分解经历脱水、配体分解以及盐分解过程, 残余物为Bi-Pr-O的三元复合氧化物.     

碳化硅负载氧化铜催化剂低温NH3选择性催化还原NOx的性能

采用湿浸渍法制备了碳化硅负载的氧化铜(CuO/SiC)催化剂,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等对其进行了表征,在模拟烟气条件下研究了该催化剂对低温NH_3选择性催化还原NO_x的性能。结果表明,CuO/SiC还原NO的催化活性与氧化铜含量和反应温度有关。负载质量分数为5%的CuO/SiC催化剂在低温下表现出较高的活性,虽然SO_2对其催化活性略有抑制;研究发现,NO还原反应发生在被吸附的氨与气相的NO或弱吸附的NO之间。所制备的CuO/SiC催化剂为实际的工业应用提供了新的选择。     

铋杂对Ce-Zr固溶体储氧性能稳定性的影响

以Ce(NO3)3·6H2O,ZrO(NO3)2·2H2O和Bi(NO3)3·5H2O为原料,氨水为沉淀剂,双氧水为氧化剂,在pH值为9.5～10.5条件下,采用氧化共沉淀法制备了不同比例组成的复合氧化物Ce1-x-yZrxBiyOσ.通过XRD,BET和Raman表征可知,该法制备的样品550 ℃焙烧后均可形成固溶体,当x0.15,y0.2时,高温焙烧后易分相.H2-TPR和CO脉冲测试结果显示Ce0.65Zr0.15Bi0.2Oσ较易被还原,且1050℃焙烧4 h后储氧量仍可达625 μmol·(g cat)-1,这是由于Bi3+取代了Ce0.65Zr0.15Bi0.2Oσ中部分Ce4+和Zr4+形成氧空位,增强了体相晶格氧的移动性,从而使Ce0.65Zr0.15Bi0.2Oσ固溶体中的Ce4+和Bi3+同时被还原.     

反相微乳液法制备棒状羟基磷灰石纳米粒子

在(Tritonx-100 Tween 80)，环己烷，(正己醇 正丁醇)，0．5mol／L Ca(NO3)2水溶液反相微乳液体系中，采用滴加0．3mol／L(NH4)2HPO4水溶液的加料方式成功制备出直径在20～25nm，长度在28～64nm的棒状羟基磷灰石纳米粒子。通过对(Triton X-100 Tween 80)，环己烷，(正己醇 正丁醇)／0．5mol／L Ca(NO3)2水溶液三元相图及水溶液反应机理的分析，确定了最佳反相微乳液组成；研究了HLB值和表面活性剂用量对羟基磷灰石颗粒大小的影响。实验结果表明，最佳反相微乳液组成为：47．6(wt)％的环己烷、37．4(wt)％的表面活性剂和助表面活性剂、15(wt)％0．5mol／L的Ca(NO3)2水溶液。     

CuO表面修饰锐钛矿TiO2纳米管阵列及其电化学嵌锂性能

以(CH_2OH)_2、NH4F和HCl为电解液,纯Ti片、CuCl_2和Na NO3为主要原料,联用阳极氧化和水热法制备CuO表面修饰锐钛矿TiO_2纳米管阵列锂离子电池负极材料(CuO/TiO_2)。使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射(XRD),研究样品的形貌特征、元素分布、价态和微观物相组成。利用电池充放电测试仪和电化学工作站,探讨材料的电化学嵌锂性能。结果表明,表面修饰后的锐钛矿TiO_2纳米管阵列外侧出现了大量绒毛状纳米CuO,单个绒毛结构的宽度约4 nm,长度约10 nm。在0.3C的电流密度下进行恒电流充放电测试,首次放电容量为550 m Ah·g~(-1),充电容量为490 m Ah·g~(-1)。50次循环后,可逆电流容量仍保持在320 m Ah·g~(-1),具有良好的循环稳定性和电化学特性。     

纳米氧化镍、氧化锌的合成新方法

以草酸和醋酸盐为原料,用室温固相化学反应首先合成出前驱配合物二水合草酸镍和二水合草酸锌,进而二水合草酸镍和二水合草酸锌分别在380℃和460℃热分解2 h,得到产物纳米氧化镍和氧化锌。用X-射线粉末衍射、透射电镜对产物的组成、大小、形貌进行表征。结果表明,产物纳米氧化镍为球形立方晶系结构,平均粒径均为40 nm左右,产物氧化锌为粒度分布均匀的球形六角晶系结构,平均粒径约为20 nm。     

丙烷选择氧化用BiCeVMoO复合氧化物催化剂中Ce组分的作用

 用X射线衍射（XRD）、激光拉曼光谱（LRS）、程序升温还原（TPR）、催化剂晶格氧反应性和微反测试等手段考察了BiCeVMoO复合氧化物催化剂的组成、结构、氧化－还原性质与催化丙烷选择氧化性能．结果表明，n（Ce）／n（Ce＋Bi）≤0．15时，Ce组分可能占据BiVMoO 结构中Bi离子所处的晶格位置．催化剂对丙烷选择氧化的催化性能与Ce组分的含量密切相关，随着Ce含量的增加，丙烯醛选择性显著升高，在n（Ce）／n（Ce＋Bi）＝0．15时达极大值．随着Ce含量的进一步增加，丙烯醛选择性下降，完全氧化产物COx选择性上升．可以认为，适量Ce组分的引入提高了催化剂晶格氧物种的反应活性，从而改善了催化剂对丙烷选择氧化的催化性能．     

La-Cu-Fe-O/γY-Al_2O_3催化剂的抗烧结研究

Cu-Fe-O/γ-Al_2O_3催化剂对CO、HC完全氧化和NO_x还原均有较高活性。为了在温度高达～1000℃仍保持良好的活性,研究该类催化剂的高温热稳定性是个重要课题。通常在高温下,催化剂的物理和化学状态均会发生变化。有两个模型用来解释负载金属催化剂的烧结     

Cu对Cu－Mn－Ce－O和Cu－Mn－Ce－Pd－O催化剂三效性能的影响

利用火焰脉冲－微反装置考察了Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ和Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｐｄ－Ｏ两类催化剂的三效活性。结果表明Ｃｕ的加入有利于Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ的ＮＯｘ和ＣＯ的转化，而不利于Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－ｐｄ－Ｏ的ＮＯｘ和ＨＣ的转化。ＸＲＤ分析结果表明在Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ中加入Ｐｄ，原来的ＣｕＭｎ＿２Ｏ＿３消失，生成新相ＭｎＡｌ＿２Ｏ＿４；ＴＰＲ分析结果表明Ｃｕ使Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ样品表面氧量增加，表面易于还原，而使Ｍｎ－Ｃｅ－ｐｄ－Ｏ样品表面难于还原。实验结果还表明Ｍｎ－Ｃｅ－ｐｄ－Ｏ催化剂的三效性能远远优于Ｃｕ－Ｍｎ－Ｃｅ－Ｏ催化剂。     

二氧化钛、二氧化锆的合成及其催化酯化反应

M.Hino和K.Arata于1979-1980年曾报道将四氯化钛、二氯氧锆分别用氨水水解,用0.5mol硫酸处理,然后在空气中煅烧所得的二氧化钛、二氧化锆,可以催化烷烃的异构化反应。我们参考文献合成了TiO_2和ZrO_2,并发现当热处理温度为425℃(TiO_2),575℃(ZrO_2)时,它们对醋酸和脂肪醇的酯化反应,具有催化作用。     

氧化铈在非贵金属氧化物催化剂中的作用(Ⅴ)─热环境对Cu－Mn－Ce－O催化剂性能的影响

研究了热环境对Cu-Mn-Ce-O催化剂表面积、结构、氧性能及对甲苯催化氧化活性的影响。发现CeO₂作为助催化剂,对延缓氧化铝载体的表面收缩几乎没有作用,但能阻止催化剂中CuMn₂O₄尖晶石的生成,防止无定型活性相在高温环境中的烧结,提高催化剂水热稳定性能,尤其在温度高于800℃时,效果尤佳,合适的Ce/Cu原子比为0.38～0.44.     

Co对NiO-BaCO3催化剂催化N2O分解的促进影响

采用共沉淀法制备了一系列CoxBa1.5Ni9催化剂,用于N2O催化分解反应.研究发现,尽管Co加入纯NiO对反应不利,但在有BaCO3存在的情况下, Co则能够显著提高NiO的活性.这是由于Co增强了Ni–O键而对反应不利,但在BaCO3存在下则大大增加了Ni基催化剂的比表面积及活性位数目.     

Co对NiO-BaCO3催化剂催化N2O分解的促进影响

采用共沉淀法制备了一系列CoxBa1.5Ni9催化剂,用于N2O催化分解反应.研究发现,尽管Co加入纯NiO对反应不利,但在有BaCO3存在的情况下, Co则能够显著提高NiO的活性.这是由于Co增强了Ni–O键而对反应不利,但在BaCO3存在下则大大增加了Ni基催化剂的比表面积及活性位数目.     

Partial substitution of rhodium for cobalt in the misfit [Pb0.7Co0.4Sr1.9O3][CoO2]1.8 oxide

The partial substitution of Co by Rh in the [Pb_0⋅7Co_0.4Sr_1.9O₃]^RS[CoO₂]_1.8 family has been investigated. By transmission electron microscopy and X-ray powder diffraction, it is shown that the substitution of Rh for Co takes place at the two cobalt sites of the structure but for the low enough Rh contents, this substitution is made preferentially at the level of the CdI₂-like layer. Thus, a generic formula [Pb_0.7(Co_0.4−zRh_z)Sr_1.9O₃]^RS[Co_1−yRh_yO₂]_b1/b2 (0?y?0.5 and 0?z?0.3) can be proposed for this new family of misfit phase. As observed for the pure misfit cobaltite, the thermoelectric power is also very large, close to +140 μV/K at room temperature. The Rh cation can adopt a mixed valency Rh³⁺/Rh⁴⁺ (4d⁶/4d⁵) with low spin states t_2g⁶/t_2g⁵ equivalent to the ones of low spin Co³⁺/Co⁴⁺ (3d⁶/3d⁵). The large thermopower observed in the Rh substituted compounds is therefore a direct proof that the coexistence of low spin states t_2g⁶/t_2g⁵ contributes to the thermoelectric power enhancement in these oxides.