纳米ZnO脱硫剂表面结构与室温脱除H2S性能的研究

采用均匀沉淀法制备纳米ZnO，经260 ℃，360 ℃，460 ℃和550 ℃焙烧制备的纳米ZnO均具有六方纤锌矿结构，平均粒径分别为14.3 nm，21.2 nm，24.1 nm和35.3 nm。通过TEM、TPR、XRD和XPS等技术对脱硫剂进行了表征。结果表明，纳米ZnO提高了对H₂S的室温去除率，室温脱除H₂S的活性时间是分析纯ZnO的近40倍；其脱硫性能随粒径增大，氧空位减少而下降，脱硫后高结合能的硫物种增多，硫取代晶格氧的趋势增大。说明粒径大小和氧空位是纳米ZnO室温脱硫的主要影响因素。纳米ZnO(14.3 nm)可直接将H₂S选择氧化为单质硫，尾气中未见SO₂产生。     

不同形貌ZnO的脱硫性能研究

基于沉淀法和水热法合成了具有棒状、针状和球形形貌的ZnO作为吸附脱硫剂应用于硫化氢气体的脱除反应中,采用XRD、SEM和N_2-吸脱附仪进行了表征.吸附脱硫实验结果表明:不同形貌的ZnO吸附脱硫性能不同,经老化4 h制备的棒状ZnO材料表面由纳米片构成,结晶度较高,比表面积大,吸附脱除H2S性能最好.     

单分散氧气锌纳米粒子的制备及表征

用羟丙基甲基纤维素(HPMC)为空间分散剂,制备了前驱物[Zn2(OH)2CO3*HPMC],焙烧后得到的纳米ZnO同不加HPMC制备的ZnO相比较,产物粒度小、分散均匀、不易团聚.通过XRD, TEM及FT-IR对产物的组成、粒径及形貌进行了表征.利用UV-Vis测试了产物的光吸收性能,结果表明,所得的产物在200nm～400nm具有较强的吸收.     

ZIF-8衍生ZnO耦合HZSM-5一步催化合成气制烃醚燃料

通过水热溶剂法合成有机骨架结构材料ZIF-8,以其为前驱体调变焙烧温度制备ZnO纳米粒子。采用XRD、TEM、XPS、Raman等表征研究ZnO的组成结构及晶粒粒径形态变化;将ZnO与HZSM-5耦合形成双功能催化剂,考察其在合成气转化中的催化活性。结果表明,焙烧温度对ZnO的颗粒粒径结构影响较大,温度影响晶粒的形成速率,提高温度会促进ZnO的聚集; ZIF-8衍生ZnO通过调变温度影响ZnO晶粒粒径,起到改变产物分布的作用。当焙烧温度≤450℃时,以碳包覆ZnO纳米粒子结构存在,ZnO晶粒粒径小于20 nm,含碳ZnO耦合HZSM-5催化剂的产物以二甲醚为主;当温度≥500℃,以纯相ZnO存在,ZnO晶粒粒径皆大于20 nm,ZnO耦合HZSM-5催化剂的产物以烃类为主。ZnO与HZSM-5的耦合方式对双功能催化剂的产物选择性有显著影响。     

Co掺杂ZnO纳米棒的水热法制备及其光致发光性能

以Zn(NO3)2·6H2O 和Co(NO3)2·6H2O为原料, 通过水热法在较低温度下制备了纯ZnO和Co掺杂的ZnO(ZnO:Co)纳米棒. 利用XRD、EDS、TEM和HRTEM对样品进行了表征, 结合光致发光(PL)谱研究了样品的PL性能. 结果表明, 水热法制备纯ZnO和ZnO:Co纳米棒均具有较好的结晶度. Co2+是以替代的形式进入ZnO晶格, 掺入量为2%(原子分数)左右. 纯的ZnO纳米棒平均直径约为20 nm, 平均长度约为180 nm; 掺杂样品的平均直径值约为15 nm, 平均长度约为200 nm左右; Co掺杂轻微地影响ZnO纳米棒的生长. 另外, Co掺杂能够调整ZnO纳米棒的能带结构、提高表面态含量, 进而使得ZnO:Co纳米棒的紫外发光峰位红移, 可见光发光能力增强.     

焙烧方法和焙烧条件对纳米Au/HZSM-5催化剂金粒径和催化性能的影响

采用负压沉积沉淀法制备了纳米Au/HZSM-5催化剂前体,研究了深床焙烧和等离子体焙烧两种方法,以及焙烧温度和焙烧气氛对催化剂中纳米金粒径和催化性能的影响,并采用ICP、TEM、XRD、UV-vis、XPS等表征方法对催化剂金粒子进行了物化性能表征,采用合成气羰基化制乙酸甲酯反应表征催化性能。结果表明,不同焙烧方法和不同焙烧温度及气氛对负载型纳米Au/HZSM-5催化剂中金粒径、形貌、物化性质和催化性能有明显影响。其中,以等离子体焙烧方法在500℃氮气气氛下制备的纳米1.86%Au/HZSM-5催化剂中的金粒径最小,为2-5 nm。用于催化合成气羰基化制乙酸甲酯反应,原料中CO的转化率为67%,乙酸甲酯选择性可达78%。     

纳米ZnO的制备及其光学性质的研究

采用均匀沉淀法，以尿素与硝酸锌反应制备纳米ZnO，通过TG-DTA、XRD、IR及TEM等手段对纳米粒子及中间体进行了表征，结果表明制得的纳米粒子粒度均匀，粒径分布窄。对纳米ZnO的发光特性研究表明，随焙烧温度升高，粒度的增大，可见绿色发射增强。同时对纳米ZnO与普通ZnO的发光性质进行了比较研究，指出纳米ZnO的绿色发光带有蓝移现象，这是由于纳米ZnO的量子尺寸效应引起的。BET测试表明，纳米ZnO的比表面为171．2m^2／g，有利于作催化剂。     

液相沉淀法制备纳米ZnO粉体的研究

现有制备纳米ZnO的方法大多需要较特殊的设备和严格的反应条件[1 4] 。笔者采用液相沉淀法,首先以草酸为沉淀剂直接从硫酸锌水溶液中沉淀出前驱体ZnC2 O4·2H2 O ,然后经过滤、洗涤、干燥和焙烧分解,制得了平均晶体粒径为2 5nm的ZnO粉体。此方法操作简单、反应条件温和、易于控制。但沉淀在洗涤过滤和干燥时易产生团聚现象[7] 。为此采取以稀草酸溶液对制得的前驱体进行超声洗涤和1 2 0℃真空干燥的措施,明显提高了粉体的分散性能。1　实验部分1 1　主要仪器及试剂Zn(SO4) 2 和H2 C2 O4·2H2 O(A .R .)。KS 2 5 0E型超声波清洗仪…     

纳米氧化铜的制备及常温脱硫效能研究

采用硝酸铜为原料、氢氧化钠溶液为沉淀剂、使用体积比为1∶1的乙醇-水溶液为分散剂的直接沉淀法制备，通过改变工艺条件得到了三种纳米氧化铜产品，平均粒径分别为25.63，10.74和7.57 nm。采用TG-DTA、FIR、XRD和TEM等对纳米氧化铜进行表征。对产品的常温脱硫活性进行了穿透试验，并与已开发的其他常温精脱硫产品进行了比较，结果表明纳米氧化铜应用于H₂S脱硫，可在常温条件下具有优异的脱硫活性，对H₂S的脱除精度可以达到0.05 mg·m^-3以下。经过优选，产品在3 000 h^-1空速下穿透硫容达到25.3%，高于同类型的其他脱硫剂产品。     

焙烧温度对ZnO粉体结晶及其光学性能的影响

以草酸铵和醋酸锌为原料,采用直接沉淀法制备ZnO粉体,考察了焙烧温度对粉体结晶和光学性能的影响。采用热重分析(TGA-DTA)、X射线衍射、紫外-可见漫反射(UV-Vis)、荧光分光光度计(FS)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对样品进行了分析。结果表明,制备的前驱物为C2O4Zn·2H2O,最低焙烧温度400℃,随着焙烧温度的提高,粉体结晶度提高,一次粒径增大;600℃焙烧后有较强紫外发光峰,粉体由200 nm的粒子排列成层叠状;900℃焙烧后有较强可见发光峰,粉体粒子大于500 nm,团聚严重;粉体有较强的紫外吸收,吸收峰有蓝移。     

氧化锌脱硫中氢和氧的双气氛效应及动力学研究

用热重法研究了氧化锌脱硫中氢氧的气氛效应以及氢氧共同存在下氧化锌脱硫的微观动力学行为。实验温区为200 ℃～320 ℃，氧化锌粒度为100目～120目。研究结果表明，在0%～40%的体积浓度范围内，氢可促进脱硫反应进行；氧则由于会引起氧化锌表面析硫使得脱硫过程随其浓度的变化复杂化。氢氧双气氛下，氧化锌脱硫动力学行为可用改良收缩核模型进行描述，表面反应活化能和固体扩散活化能分别为14.96 kJ/mol和46.77 kJ/mol。     

Synthesis of Nano‐Sized Zinc Oxide Photocatalyst by Combustion Method

The objective of this research was to use combustion synthesis to create a nano‐sized ZnO photocatalyst using citric acid as the fuel and zinc nitrate as the oxidant. The starting materials were mixed in a stoichiometric ratio, and a slurry precursor with high homogeneity was formed. The precursor was ignited at room temperature, resulting in dry, loose, and voluminous ZnO powders. The powders, characterized by SEM, TEM and XRD, showed a particle size range of 40 to 80 nm with a wurtzite structure. The ZnO powders were introduced as a photocatalyst for the degradation of methyl orange, which was adopted as a model compound. UV light (6W) was used as the irradiation source to induce synthesized ZnO powders to perform catalytic activity. The photocatalytic reaction was executed in 40 mL of a 10 ppm methyl orange aqueous solution under 254 nm UV illumination. In this work, it was observed that both UV light and ZnO powders are needed for the photocatalytic reaction. In addition, it was found that increasing the amount of ZnO powder present in the MO (methyl orange‐C₁₄H₁₄N₃NaO₃S) solution did not correlate directly with an increase in photocatalytic ability. It was found that the scattering problem of UV light also needs to be considered. The optimized photocatalytic degradation ratio in this work reached 92.7%.     

Impact of impregnation pressure on desulfurization performance of Zn-based sorbents supported on semi-coke

High-pressure impregnation, a new preparation method for sorbents to remove H2S from hot coal gas, is introduced in this paper. Semi-coke (SC) and ZnO is selected as the support and active component of sorbent, respectively. The sorbent preparation process includes high-pressure impregnation, filtration, ovendry and calcination. The aim of this research is to primarily study the effects of the impregnation pressure on physical properties and desulfurization ability of the sorbent. The desulfurization experiment was carried out in a fixed-bed reactor at 500°C and a simulated coal gas used in this work was composed of CO (33 vol%), H2 (39 vol%), H2S (300 ppm in volume), and N2 (balance). Experimental results show that the pore structure of the SC support can be improved effectively and ZnO active component can be uniformly dispersed on the support, with the small particle size of 10-500 nm. Sorbents prepared using high-pressure impregnation have better desulfurization capacity and their active components have higher utilization rate. P20-ZnSC sorbent, obtained by high-pressure impregnation at 20 atm, has the best desulfurization ability with a sulfur capacity of 7.54 g S/100g sorbent and a breakthrough time of 44 h. Its desulfurization precision and efficiency of removing H2S from the middle temperature gases can reach <1 ppm and >99.7%, respectively, before sorbent breakthrough.     

纳米氧化锌的合成及表面改性

以硫酸锌、尿素为原料,采用均相沉淀法合成了纳米氧化锌.研究了硬脂酸对所制的纳米氧化锌粉体表面改性的机理及其对粉体亲油性的影响.实验结果表明,硬脂酸中的羧基与纳米氧化锌粉体颗粒表面的羟基发生了酯化反应,并在表面形成单分子膜.经过表面改性的纳米氧化锌由亲水性转化为亲油性.同时,就纳米氧化锌粉体硬脂酸表面改性反应,探讨了反应摩尔分数、反应温度和反应时间对产物的影响,从而筛选出粉体亲油性最大的反应条件为:硬脂酸质量分数为7%;反应温度为50℃;反应时间为1h.     

基于纳米ZnO/聚氯乙烯的复合材料光催化性能研究

本文采用纳米氧化锌与聚氯乙烯溶液共混制备了复合材料前驱体，运用TG-DTA联机分析得到了其分解温度及相关热分解数据；经适当温度煅烧后得到复合材料光催化剂，并用TEM、XRD、FTIR、UV-Vis、ESR对复合材料进行分析表征。在室内普通照明用荧光灯作用下，以甲基橙溶液为催化对象，对复合材料的光催化性能进行了检测，并在相同条件下，与纳米氧化锌、纳米氧化钛及聚氯乙烯直接煅烧产物的光催化性能进行了比对分析；同时研究了pH值对复合材料光催化性能的影响。研究结果表明，复合材料对甲基橙催化降解8 min后，甲基橙溶     

Visible emission characteristics from different defects of ZnS nanocrystals

Various sized ZnS nanocrystals were prepared by treatment under H(2)S atmosphere. Resonance Raman spectra indicate that the electron-phonon coupling increases with increasing the size of ZnS. Surface and interfacial defects are formed during the treatment processes. Blue, green and orange emissions are observed for these ZnS. The blue emission (430 nm) from ZnS without treatment is attributed to surface states. ZnS sintered at 873 K displays orange luminescence (620 nm) while ZnS treated at 1173 K shows green emission (515 nm). The green luminescence is assigned to the electron transfer from sulfur vacancies to interstitial sulfur states, and the orange emission is caused by the recombination between interstitial zinc states and zinc vacancies. The lifetimes of the orange emission are much slower than that of the green luminescence and sensitively dependent on the treatment temperature. Controlling defect formation makes ZnS a potential material for photoelectrical applications.     

ZnO纳米环的可控合成

以六次甲基四胺(Hexamethylenetetramine, C6H12N4)和水合硝酸锌[Zn(NO3)2·2H2O]为原料, 表面活性剂聚丙烯酰胺-氯化二烯丙基二甲基铵[poly(acrylamide-co-diallyldimethylammonium chloride, 缩写为PAM-CTAC]为形貌控制剂, 采用液相沉淀法合成了ZnO纳米环. 产物的结构与形貌经X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征. 研究了不同实验条件(如表面活性剂的浓度、反应物浓度、反应温度和反应时间等)对产物形貌与尺寸的影响. 讨论了PAM-CTAC作用下ZnO纳米环可能的形成机理. 结果表明, 合成产物为六方Wurtzite型结构的ZnO纳米环, 环内径约为220 nm, 壁厚约为70 nm. 反应物浓度、反应温度对ZnO纳米环的形成以及纳米环的尺寸都有一定的影响, 但起关键作用的是PAM-CTAC. 通过改变PAM-CTAC的浓度, 能有效地实现ZnO纳米环的可控合成. 室温荧光光谱显示, ZnO纳米环的紫外发射峰具有较窄的半高宽(FWHM)(约7 nm), 表明合成产物具有较窄的尺寸分布.     

纳米氧化钕的制备及其催化性能的研究

Nanometer-sized neodymium oxide has been synthesized by humid solid state reaction at room temperature， and characterized by scanning electron microscope， laser light scattering and X-ray diffraction. The effects of nanometer -sized neodymium oxide on catalyzing thermal decomposition reaction of hexogen (cyclotrimethylenetriamine， RDX) and absorbent powder (nitrocellulose absorbed nitroglycerin， NC/NG) have been investigated by DSC method. The mechanism of these catalytic reactions has also been proposed. The experimental results show that nanometer-sized neodymium oxide can catalyze the decomposition reaction of RDX and NC/NG effectively. The experimental results further suggest that nanometer-sized neodymium oxide is a potentially useful combustion catalyst of nitroamine propellant.     

超声辐射沉淀法纳米ZnO的制备与表征

以草酸盐为沉淀剂,采用超声辐射沉淀法制备出纳米ZnO粉体,并通过XRD、TG－DTA－DTG、IR和TEM等技术研究了纳米ZnO的合成过程及粉体性能。结果表明,将超声辐射引入了普通沉淀法,可显著提高粉体性能,所得纳米ZnO粒子外貌的球形,粒度分布均匀,分散性好,平均晶粒尺寸为26nm。     

ZnO/SiO2的激光诱导发光光谱研究

用激光诱导发光光谱技术对一系列不同ZnO担载量的ZnO/SiO2及在不同焙烧气氛下制备的ZnO/SiO2材料进行了深入的研究,发现在空气气氛中焙烧的ZnO/SiO2主要出现ZnO的橙色发光带(中心位于670nm),但在氩气气氛中焙烧制得的样品主要呈现ZnO的绿色发光带(中心位于540nm),且明显观察到橙色发光带和绿色发光带之间的转化.ZnO的可见光区发光带可能是由ZnO中的氧缺陷引起的,高浓度的氧缺陷引发绿色发光带,而低浓度的氧缺陷引发橙色发光带.结果表明,激光诱导发光光谱是一种表征缺陷的有力工具,常规表征技术很难对材料的缺陷状态进行表征.XRD衍射图谱表明,样品中ZnO是以纤锌矿结构存在的,紫外-可见漫反射光谱和拉曼光谱显示,ZnO主要以大颗粒状态覆盖在SiO2表面上.