三维金属有机骨架/石墨烯水凝胶均相降解纤维素为小分子酸的研究

通过在三维还原氧化石墨烯孔径中原位生长ZIF-8纳米粒子,制备了三维金属有机骨架/石墨烯催化剂.这种ZIF-8/rGO纳米复合材料同时具有介孔和微孔,并且拥有高比表面积和大量催化位点,是生物质转化的理想催化剂.将纤维素溶解于氢氧化钠水溶液中,在水热条件下,使用这种催化剂,纤维素可以被充分降解转化.纤维素转化率可以达到100%,其主要产物是甲酸,产率最高可达93.66%.催化剂还可以被回收,重复使用依然具有很好的催化效果.     

铜钴团簇催化水煤气变换反应的催化活性

水煤气变换反应在质子膜燃料电池中可以除去CO,同时生成H2,因此应用于水煤气变换反应的催化剂受到了广泛的关注。为了研究团簇中掺杂单个原子对催化剂催化活性和反应机理的影响,我们采用密度泛函理论研究了Cu12Co和Cu13催化水煤气变换反应的催化活性和反应机理,其中我们考虑了三种反应机理,包括氧化还原机理、羧酸机理和甲酸基机理。通过对比研究Cu12Co和Cu13,我们发现掺杂团簇Cu12Co的催化活性比Cu13的催化活性好,而且Cu12Co和Cu13催化水煤气变换反应的最优路径都是羧基机理。在此过程中,Cu12Co和Cu13的基态结构均为Ih构型;Cu12Co和Cu13团簇上吸附H2O分子时都是在顶位上的吸附最强,而吸附CO分子最强的位点分别是顶位和洞位;对于氧化还原机理和甲酸基机理,其决速步都是OH* + * → O* + H*,而羧基机理的决速步分别是COOH* + * → CO2* + H* (Cu12Co)和2H* → H2* + * (Cu13)。本文的研究加深了我们对铜钴团簇催化水煤气变换反应的催化行为的理解。     

原位红外光谱研究Pt/FeO_x催化剂的CO氧化反应机理

低浓度CO氧化是催化领域的重要研究方向之一,在大气污染治理、CO气体防护面具、燃料电池气体净化、CO气体传感器、封闭式CO2激光器等方面具有重要应用前景。近年来,我们课题组采用胶体沉积法制备出Pt/FeOx催化剂,该催化剂具有良好的CO低温催化氧化性能[1,2]。利用原位红外光谱监测Pt/FeOx催化剂上的低温CO氧化反应过程,研究结果发现氧气活化能力对Pt/FeOx催化剂的低温CO催化性能影响较大。     

碳纳米管负载Cu-Co复合氧化物的富氢气氛中CO催化消除

采用超声处理辅助浸渍法制备了多壁碳纳米管负载的Cu-Co复合氧化物催化剂. 利用XRD、TEM、H₂-TPR、XPS和Raman光谱等表征了催化剂的结构性质. 在Cu和Co氧化物以及金属氧化物与碳纳米管载体间存在强相互作用. 催化剂在富氢气氛中CO催化消除反应中,与单一Cu或Co催化剂相比,Cu-Co复合氧化物催化剂表现出独特的反应特性,特别是在较高反应温度下可同时结合CO优先氧化和CO甲烷化的反应途径来实现高效CO消除. 当Cu/Co比为1/8时活性最优,可以实现在150～250 o和高反应空速 (120 L/(h·g))富氢气氛中CO的完全消除.     

调控氧空位实现高比表面积Co_3O_4纳米片上的产氧反应（英文）

电催化水分解的速率控制步骤是水的氧化反应.高活性的电催化剂可加速水氧化的反应速率从而提升水分解反应的整体效果.我们通过水热-热解法制备了一种高活性的Co304催化剂去高效电催化产氧气.电镜表征证实了Co3O4具有超薄的纳米片层结构,X射线光电子能谱及电子顺磁共振波谱确认了Co304纳米片中存在大量氧空位.大幅提高的比表面积有利于更多包括作为活性点位的氧缺陷在内的点位暴露.Co304纳米片可加速阳极与电解质之间的产氧气反应,以很低的过电势(310 mV)及电流密度(10 mA/cm~2)高效催化产氧气,在1.0 mol/L KOH中表现出突出的稳定性.     

溶胶-凝胶法制备钼铁催化剂及其XRD、FTIR光谱分析

利用溶胶-凝胶法合成了Mo-Fe催化剂,用对二甲苯的选择性氧化作为探针反应,对其进行了催化剂的活性评价,结果表明：金属原子数的最佳配比为n(Mo)∶n(Fe)∶n(Co)=2.4∶1∶0.02,这时的催化剂活性最高;Mo-Fe系催化剂的活性组分为Fe₂(MoO₄)₃与少量的MoO₃,它们在催化氧化过程中,存在着协同作用,FTIR和XRD均得到了证实。该研究为工业装置的技术改造提供了较好的实验依据。     

聚乙二醇辅助下的La-Co-O 复合氧化物合成及其对苯的完全氧化性能研究

以聚乙二醇(PEG)作为分散剂,采用共沉淀法合成La-Co-O复合氧化物,考察添加不同分子量的PEG (0, 2 000, 6 000, 20 000 g·mol-1) 对复合氧化物的物化性质及苯完全氧化性能的影响。采用N₂物理吸附、XRD、SEM、H₂-TPR、O₂-TPD和XPS进行催化剂表征。苯完全氧化反应结果显示催化剂活性顺序为LCO-PEG6000>LCO>LCO-PG20000>LCO-PG2000, LCO-PEG6000催化剂在383 ℃时对苯的转化率达到99%,比LCO低126 ℃。N₂物理吸附实验表明所制备的样品的S_BET均为9～10 m2·g-1。XRD分析显示合成的催化剂均为LaCoO₃钙钛矿主相伴生少量La₂O₃和Co₃O₄杂相,但添加PEG有利于钙钛矿主相的形成。尤其是添加PEG6000有效地抑制了催化剂颗粒的团聚,合成的样品颗粒均匀且尺寸最小。H₂-TPR和O₂-TPD结果表明该催化剂具有更高的还原性能和晶格氧迁移能力,同时XPS分析显示表面活性Co3＋含量最高,这些性质使其具有最高的催化氧化活性。     

不同催化剂体系对甲醇催化NO的影响

在柴油甲醇双燃料发动机排放污染物的基础上,利用合成气台架探究不同催化剂体系对甲醇催化NO反应的影响。结果表明在低温阶段(小于300℃)甲醇在Mo/γ-Al_2O_3催化剂体系上对NO催化转化效率最高,高温阶段(大于300℃)甲醇在Co/γ-Al_2O_3和γ-Al_2O_3催化剂体系上对NO的催化效率高。催化剂体系Co/γ-Al_2O_3(前)+Mo/γ-Al_2O_3(后)催化活性优于单独使用的两种催化剂。配气中的CO会使组合式催化剂体系低温阶段的催化活性大大降低,而H_2则可以使组合式催化剂体系的低温催化活性提高。     

二硒化铁/还原氧化石墨烯的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

通过水热反应合成出二硒化铁/还原氧化石墨烯(FeSe₂/rGO)复合材料, 并将其作为对电极材料应用于染料敏化太阳能电池(DSSC). 利用X射线衍射、拉曼光谱、场发射扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜对FeSe₂/rGO的结构和形貌进行了表征. 利用循环伏安法、电化学阻抗谱和Tafel曲线测试分析了FeSe₂/rGO对电极的电催化活性. 结果表明: FeSe₂呈纳米棒结构, 长度在100-200 nm之间, 且紧密地附着在rGO 的表面, FeSe₂/rGO对电极对I₃^-的还原具有很好的催化活性. 电池的J-V曲线测试显示: 基于FeSe₂/rGO对电极的DSSC的转换效率达到了8.90%, 相比基于单纯的FeSe₂对电极的DSSC(7.91%)和rGO对电极的DSSC(5.24%)都有了显著提高, 甚至优于铂对电极的DSSC(8.52%).     

铈基催化剂催化氧化燃煤烟气中汞的实验及机理研究

采用超声波增强的浸渍法合成了CeO₂-TiO₂催化剂,并采用BET,XRD,XPS等分析手段对催化剂进行了表征。利用固定床反应器,在模拟燃煤烟气条件下研究了CeO₂-TiO₂催化剂对单质汞的催化氧化行为及机理。结果表明:CeO₂-TiO₂催化剂在低温范围（150～250°）具有很强的催化氧化汞的能力;最佳的CeO₂/TiO₂质量比在1.5左右,此时汞的氧化效率可高达90%以上;P25,Evonik TiO₂比锐钛矿TiO₂更适合做铈基催化剂载体;CeO₂-TiO₂催化剂上汞的催化氧化符合Langmuir-Hinshelwood机理,即吸附态的汞与其邻近的活性物质反应生成氧化态汞。     

光学相关论题 光化学

O644.12006054769纳米Ce1-xZrxO2催化剂上乙醇催化氧化发光研究=Cata-lytic oxidation cataluminescence of ethanol over catalystsCe1-xZrxO2[刊,中]/叶青(清华大学化学系,有机光电子与分子工程教育部重点实验室.北京(100084)),张新荣…//高等学校化学学报.—2006,27(4).—726-730研究了纳米Ce1-xZrxO2上乙醇催化氧化发光特性,重点考察了反应温度和催化剂组成[n(Ce)/n(Zr)]对发光强度的影响。在相近的反应条件下研究了纳米Ce1-xZrxO2上乙醇催化氧化反应的活性、选择性和可能的催化发光机理。结果表明,催化发光强度与催化反应中生成…     

硫化态Co—Mo—K／AC合成醇催化剂的EXAES研究

采用XRD、EXAFS等手段考察了Co载量对催化剂结构的影响,并关联其合成醇活性。活性炭担载的硫化态Co-Mo-K样品中,Mo主要以MoS2物种形式存在于活性炭的表面上,而Co在低Co载量时主要形成“Co-Mo-S”相,在高Co负载量会有部分类CO9S8的物相出现。经Co助剂修饰后的催化剂显示出良好的合成醇催化性能,Co助剂有利于合成C2醇。Co/Mo原于比为0．5时．表面“Co-Mo-S”相可能达到饱和,合成醇的收率也最高。Co物种是和MoS2物相以协同的方式起作用的。     

基于详细化学反应机理的DME发动机三维湍流燃烧模拟

采用基于详细化学反应机理的三维湍流燃烧数值模拟,研究直喷柴油机燃用二甲基醚(DME)的伴有化学反应的流动燃烧现象.模拟预测的缸内压力随曲轴转角的变化及NO排放浓度与实验相符.分析了计算所得的曲轴转角随缸内流场速度、温度和组分浓度的分布历程,结果表明甲醛在低中温下相对稳定,随着温度的升高,氧化反应加速进行,而由于流动及壁面传热等效应,甲醛作为不完全燃烧产物存在于排气中.     

吖啶黄催化动力学光度法测定纺织品中的微量甲醛

在硫酸介质中,甲醛能灵敏地催化溴酸钾氧化吖啶黄褪色,据此建立了一种测定甲醛的催化动力学光度法.在5.0-150.0μg/L范围内,△A与甲醛的浓度呈良好的线性关系,线性方程为△A=0.0292+0.0084C(μg/L),检出限为0.57μg/L.用于纺织品中甲醛的测定,相对标准偏差小于4.50%,加标回收率为96.6...     

非均相类Fenton反应催化氧化脱色降解直接桃红12B

研究了以Fe-Ni-Mn/Al2O3为催化剂(FA催化剂),用微波促进非均相类Fenton反应催化氧化脱色降解有机染料直接桃红12B及相关机理。内容包括直接桃红12B溶液的浓度-吸光度工作曲线,初始pH值、H2O2用量、FA催化剂用量对脱色降解直接桃红12B的影响,微波单独脱色处理直接桃红12B、微波+FA催化剂脱色处理直接桃红12B、微波+H2O2脱色处理直接桃红12B、微波-FA催化剂-H2O2体系脱色处理直接桃红12B、阳光-FA催化剂-H2O2体系脱色处理直接桃红12B等对照试验研究。在优化条件下,比较了采用光助非均相类Fenton与微波促进非均相类Fenton反应的脱色效率,并探讨了微波促进非均相类Fen-ton反应的机理。研究表明微波可以明显加快非均相类Fenton法催化氧化脱色降解直接桃红12B溶液的过程。论文所用表征方法均为紫外-可见光谱法。     

NiCoP/rGO复合材料的合成及其性能研究

以六水合氯化镍、七水合硫酸钴、氧化石墨烯(GO)和赤磷为原料,利用原位水热法,在不添加任何表面活性剂的情况下,合成了磷化钴镍/还原氧化石墨烯(NiCoP/rGO)纳米复合材料,并通过XRD、SEM、TEM、IR、Raman等对该复合材料进行了表征.结果表明,所得复合材料由NiCoP纳米颗粒和还原氧化石墨烯片层结构组成,NiCoP纳米颗粒尺寸大约为20 nm,均匀分布在rGO片层结构表面上,同时探讨了复合材料的形成过程.另外,复合材料的吸附脱除实验表明,所得复合材料对多种染料都具有非常好的吸附作用,因此,在污水处理方面有较大的应用价值.     

催化动力学光度法测定痕量甲醛

在稀盐酸介质中,痕量甲醛对溴酸钾氧化甲基橙褪色反应具有显著的促进作用,研究了动力学条件,建立了测定痕量甲醛的催化光度分析方法,线性范围为0.4—60μg/25mL,检出限为2.32×10-8g/mL,灵敏度高,选择性较好。该方法可用于水质及空气中甲醛的测定。     

NaYF4∶Yb,Er/氧化石墨烯纳米复合材料的制备、表征及上转换发光性能

采用“一锅”和直接混合两种制备过程,制得了NaYF₄∶Yb, Er/氧化石墨烯（rGO）和SiO₂包覆NaYF₄∶Yb, Er/rGO两系列纳米复合材料。各种测试结果表明,NaYF₄∶Yb, Er是以α型立方结构和纳米粒子形状存在于复合材料中,粒径主要在30～70 nm间,而rGO则较好地分散在其中,但“一锅”法制得的rGO呈现更好的分散性。Raman光谱证实,在这两种纳米材料之间存在表面耦合相互作用,且随着rGO相对含量增大,它们之间接触面积逐渐增多,相互作用也逐渐增强。上转换发光测试结果表明,rGO具有很好的发光猝灭效应和光限幅现象,尤其是对NaYF₄∶Yb, Er的红光带影响更加显著。随着rGO相对含量逐渐增加,红光带发光强度逐渐降低,而绿光带变化不大。对于使用不同方法制备的样品,在具有相似含量情况下,由于团聚rGO具有更强的吸光作用,SiO₂包覆样品的红光带发光强度受到rGO影响更大。     

甲烷氧化偶联锂/氧化镁催化剂和纳米催化剂

采用初湿浸渍和溶胶凝胶法分别制备了Li/MgO催化剂和Li/MgO纳米催化剂. 比较两种Li/MgO催化剂对于甲烷氧化偶联反应的催化性能. 采用X射线衍射、BET吸附和透射电镜进行了表征.在973-1073 K和总压力为101 kPa下对催化剂进行了测试. 实验结果表明,Li/MgO纳米催化剂比普通催化剂对于甲烷氧化偶联反应表现为更高的甲烷转换率,较高选择性和较高的的主要产品(乙烷和乙烯)的产率.     

钯基双金属合金催化甲酸制氢研究

甲酸具有来源广、成本低、质量储氢密度高等优势，成为潜在的化学储氢载体之一，然而，现在甲酸脱氢技术存在催化剂易失活、产物CO浓度高等挑战。开发高性能甲酸脱氢催化剂并实现脱氢产物的选择性调控是推动甲酸制氢技术长效发展的关键。本文提出以生物炭为载体、含钯双金属合金为活性组分，构筑Pd-M/BC(M=Cu, Ni, Fe, Co;BC为生物炭)催化剂，实现甲酸低温、高转化率及低CO选择性制氢。考察了不同热解温度生物炭载体、活性组分对甲酸脱氢性能的影响，结果表明，150°C、0.006 mL/min甲酸流率下可得到最低的CO选择性(1.31%)与高甲酸转化率(74.88%)，该研究可为Pd-M/BC催化甲酸脱氢技术的发展提供理论指导。