多孔纳米Ce-M-O (M＝Pr, La)粉末的微波诱导燃烧合成及其表征

使用Ce(NO₃)₃•6H₂O, Pr(NO₃)₃•6H₂O, La(NO₃)₃•6H₂O, 尿素为原料, 利用微波引诱燃烧法合成了多孔纳米Ce-M-O (M＝Pr, La)固溶体. 使用XRD, X光电子能谱仪(XPS), Raman光谱仪, 红外光谱仪(FT-IR), 透射电镜(TEM), 场发射扫描电镜(FE-SEM)等仪器对纳米粉体进行了表征. XRD分析显示Ce-M-O粉体的粒径在20～50 nm之间, 且所有样品均具有萤石结构. XPS证明在Ce-Pr-O固溶体中Pr以＋3和＋4两种形式存在. Raman光谱表明随着M^3＋的掺杂, 在CeO₂晶格中产生氧缺陷, 且缺陷浓度随掺杂量增加不断提高. 红外光谱证明Ce—O键的吸收峰在1400 cm^－1左右, 且由于M^3＋的掺杂在2346 cm^－1的吸收峰消失. TEM照片说明样品具有类盘状的网络纳米微晶结构. 扫描图像说明产物具有多孔的外貌特征, 且孔径分布在2～40 nm之间.     

铈钛混合氧化物负载磷钨酸吸附-分解NOx性能

通过软化学途径合成了铈钛混合氧化物(CeO₂-TiO₂)载体材料, 并分别通过等体积浸渍法和机械研磨法负载磷钨酸(H₃PW₁₂O₄₀)。采用FTIR、XRD、SEM和BET比表面积测定对CeO₂-TiO₂及负载型多酸催化剂进行了表征;考察了负载量、负载方法、吸附温度等因素对催化剂吸附NO_x效率的影响;选取吸附性能最佳的催化剂进行了NO_x催化分解实验, 探讨了NO_x吸附-分解机理。结果表明:相对于等体积浸渍法, 机械研磨法更适合此类载体负载H₃PW₁₂O₄₀, 其NO_x吸附效率均高于H₃PW₁₂O₄₀及载体本身;在0~60%的负载量范围内, 随着H₃PW₁₂O₄₀负载量的增加, 负载型催化剂吸附NO_x的效率呈上升趋势, 负载量为40%时NO_x吸附效率最佳, 达90%;吸附过程中NO_x与催化剂活性组分H₃PW₁₂O₄₀发生作用, 生成NOH⁺, H₃PW₁₂O₄₀二级结构中结晶水对催化剂吸附NO_x有重要作用;当温度从150℃升至 450℃时, 被吸附的NO_x发生分解, 分解产物的组成与N₂的收率均受升温速率的影响, 升温速率越快, N₂收率越高。向吸附分解NO_x后的催化剂床层通入含有水蒸气的空气, 可有效补充NO_x分解过程中H₃PW₁₂O₄₀失去的结晶水, 从而恢复催化剂优良的NO_x吸附分解性能, 实现催化剂的有效再生利用。     

人工合成受体的阴离子识别研究（Ⅲ）:双缩氨基硫脲衍生物的合成及阴离子识别研究

利用简便方法高效的合成了三种双缩氨基硫脲衍生物受体分子。利用紫外-可见吸收光谱及¹H NMR考察了该三种受体分子的阴离子识别性能。结果表明，该类受体分子均对F^-，CH₃COO^-和H₂PO₄^-有较好的选择性识别作用，而对Cl^-，Br^-，I^-，HSO₄^-和NO₃^-没有明显作用。当在此三种受体分子的DMSO溶液中加入F^-，CH₃COO^-和H₂PO₄^-时，可用肉眼观察到溶液颜色立刻由无色转变为深黄色，而加入其它阴离子则无变化，因而当溶液中存在其它卤素阴离子时可利用此类受体分子检测F^-。通过计算可知，随着苯环上取代基的变化，此三种受体分子对F^-，CH₃COO^-和H₂PO₄^-的识别作用呈现有规律的变化。即对同种阴离子，其平衡常数为：受体1＞受体3＞受体2。且主客体间形成1:1的配合物。¹H NMR 滴定及质子溶剂效应进一步证明了受体分子与阴离子之间以氢键作用方式相结合。     

Ni/CeO2-SiO2催化剂的制备、表征及其甲烷部分氧化制合成气性能

以硝酸亚铈（Ce（NO₃）₃·6H₂O）和正硅酸四乙酯（C₈H₂₀O₄Si）为前驱体,采用溶胶-凝胶法合成了系列具有大比表面积的xCeO₂-（1-x）SiO₂（x = 0,0.25,0.50,0.75,1）复合氧化物载体,然后浸渍活性组分Ni制得用于甲烷部分氧化制合成气的Ni催化剂。运用N₂物理吸附-脱附、X射线粉末衍射、扫描电镜、紫外-可见漫反射光谱、氢程序升温还原、氨程序升温脱附和热重等手段对所得催化剂的组织结构、还原性、表面酸性和积炭行为等进行了表征;同时考察了催化剂的组成、焙烧温度和反应时间等对催化剂在甲烷部分氧化制合成气中催化性能的影响。表征结果表明,该系列Ni/CeO₂-SiO₂催化剂具有大比表面积,CeO₂晶粒较小,NiO的分散性好且易被还原,表面酸性弱,不容易积炭。当Ce/Si摩尔比为1：1,活性组分Ni的质量分数为10%,焙烧温度为700℃时,所制备的Ni/CeO₂-SiO₂催化剂表现出较好的稳定性、最高的CH₄转化率（~84%）和对产物CO及H₂的选择性（>87%）。     

低于300℃时两种氧化铈材料对稀燃阶段NOx存储性能的影响

研究了低于300 ℃时两种氧化铈对稀燃阶段NO_x存储性能的影响,催化剂由2%（w）Pt/Al₂O₃（PA）与CeO₂-X（X=S,I）机械混合制备. X射线衍射（XRD）,BET表面积和扫描电子显微镜（SEM）用于表征材料的物理结构. X射线光电子能谱（XPS）和H₂程序升温还原（H₂-TPR）用于表面Ce³⁺和活性氧定量. 原位漫反射傅里叶变换红外光谱（in-situ DRIFTS）用于分析表面NO_x吸附物种. 相比于CeO₂-I,CeO₂-S 具有优良的物理化学性能,包括高比表面积、丰富的空隙结构、较高的抗老化能力及表面Ce³⁺浓度. 因而,Pt/Al₂O₃+CeO₂-S 表现出优异的NO_x存储能力. 此外,PA+CeO₂-X（X=S,I）上存在Pt 与CeO₂之间的相互作用,可提高表面氧物种的活性进而促进NO氧化及NO_x存储. PA+CeO₂-S上的这种相互作用要强于PA+CeO₂-I. 研究表明,表面Ce³⁺浓度和活性氧含量对NO_x存储起到重要作用. 然而经过水热处理后,Pt 与老化的氧化铈（ACS,ACI）之间的相互作用降低,并且两种氧化铈NO_x存储性能显著下降. 另外,与PA+ACS（ACI）相比,PA+PACS（PACI）样品NO_x存储能力得到改善,这归因于表面氧物种活性增加能促进硝酸盐的形成.     

高比表面CexZr1-xO2复合氧化物的制备及表征

分别采用共沉淀法和阴离子表面活性剂模板法制备了Ce_xZr_1-xO₂复合氧化物。采用XRD、AFM、FTIR以及N₂吸附-脱附等方法对样品进行了表征。结果表明，共沉淀法合成的样品在500 ℃煅烧2 h后，生成了立方相Ce_0.75Zr_0.25O₂和四方相Ce_0.5Zr_0.5O₂固溶体，比表面积为62.1 m²·g^-1，孔体积为0.097 cm³·g^-1；以阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为模板剂，乙二胺为助模板剂合成的样品在500 ℃煅烧2 h后，生成了纯四方相Ce_0.5Zr_0.5O₂固溶体，比表面积为180 m²·g^-1，孔体积为0.182 cm³·g^-1。结果表明，以阴离子表面活性剂SDBS为模板剂，可以合成高比表面积且具有介孔结构的Ce_0.5Zr_0.5O₂复合氧化物；加入乙二胺作为助模板剂可明显的提高比表面积和孔体积。     

人工合成受体的阴离子识别研究(Ⅰ)——乙二醛缩双芳氨基硫脲的合成及阴离子识别研究

设计合成了3种乙二醛缩双芳氨基硫脲受体分子。利用紫外-可见吸收光谱及¹H NMR考察了其与F^-、Cl^-、Br^-、I^-、CH₃COO^-、C₃H₇COO^-、HSO₄^-、NO₃^-等阴离子的作用。结果表明,该类受体分子与阴离子形成氢键配合物。加入F^-、CH₃COO^-、C₃H₇COO^-时,溶液颜色立刻由无色转变为深黄色,而加入其它阴离子则无变化,从而实现对这3种阴离子的裸眼检测。通过计算可知,随着苯环上取代基的变化,此3种受体分子对F^-和CH₃COO^-的识别作用呈现有规律的变化。即o-F取代基的受体分子对阴离子的识别作用大于其他2种受体分子,且主客体间形成1∶1的配合物。¹H NMR滴定及质子溶剂效应进一步证明了受体分子与阴离子之间以氢键作用方式相结合。     

在CeO2-ZrO2中加入La2O3对改善单Pd三效催化剂性能的作用

浸渍法制备了CeO₂-ZrO₂-La₂O₃复合氧化物，用XRD、热分析（TG-DTA，DSC）、BET表面积、H₂-TPR等对合成样品进行表征，研究了La₂O₃的加入对CeO₂-ZrO₂和单钯Pd/CeO₂-ZrO₂/γ-Al₂O₃/蜂窝陶瓷催化剂性能和热稳定性的影响。结果表明，在CeO₂-ZrO₂-La₂O₃中，La的存在能促进CeO₂-ZrO₂固溶体的还原，提高贮氧能力；在Pd/CeO₂-ZrO₂/γ-Al₂O₃中加入La有利于提高催化剂的耐热稳定性，阻止γ-Al₂O₃在高温下的晶相转变，进一步稳定Al₂O₃的结构，保持其高的表面积。在贵金属Pd的负载量为1 g·L^-1的条件下，测定了Pd/CeO₂-ZrO₂-La₂O₃/γ-Al₂O₃/蜂窝陶瓷催化剂对CO、C₃H₈和NOx的三效催化净化活性。结果表明，在Pd/CeO₂-ZrO₂/Al₂O₃/蜂窝陶瓷催化剂中加入La₂O₃后，能明显地改善催化剂的低温活性和三效催化性能，经1 000 ℃老化10 h后，CO、C₃H₈和NO_x净化的起燃温度（T₅₀）分别为330 ℃、350 ℃和380 ℃。     

含磷钼酸及2,2’-联吡啶-3,3’-二羧酸配体的铜配位聚合物的合成、晶体结构与电化学性质

在水热条件下合成了一个新的化合物{[Cu₄(PMo₁₂O₄₀)(H₂O)₅(H₂bpdc)(Hbpdc)(bpdc)₂]·6H₂O}_n(H₂bpdc=2, 2’-联吡啶-3, 3’-二羧酸), 并用元素分析、IR、TG和X-射线衍射等手段进行了表征。结果表明本化合物的晶体结构中, 最小不对称单元包含1个 [Cu₄(H₂O)₅(H₂bpdc)(Hbpdc)(bpdc)₂]³⁺阳离子, 1个[PMo₁₂O₄₀]^3-阴离子和6个结晶水分子。Cu(Ⅱ)与相邻[PMo₁₂O₄₀]^3-的桥氧原子配位, 形成一维链状结构。电化学研究表明, 化合物存在三步氧化还原过程。     

抗衡阴离子PF6-调控的1, 3-丙二胺缩邻香兰素镧(Ⅲ)配合物的合成和晶体结构

通过柔性配体1, 3-丙二胺缩邻香兰素(H₂L)与和La(NO₃)₃·6H₂O反应, 合成了1个由2个H₂L桥连的双核稀土配合物[La₂(NO₃)₆(H₂L)₂] ·CH₂Cl₂ (1), 该配合物与(NH₄)(PF₆)继续反应生成了1个由2个NO₃^-离子桥连的双核配合物[La₂(NO₃)₂(H₂L)₄] (PF₆)₄·4H₂O·2CH₂Cl₂ (2), X-射线单晶衍射分析确定了2个配合物的晶体结构。配合物1和2为结构完全不同的2个双核结构, 因抗衡阴离子PF₆^-有去阴离子的作用, 配合物1中的NO₃^-离子被配体取代, 导致配合物1的结构翻转, 形成了1个新颖的双核结构2。     

合成方法对Rh/CeO2-ZrO2-La2O3催化剂的结构、表面性能及DeNOx活性的影响

用沉积沉淀法合成两种不同系列的CeO2-ZrO2-La2O3混合氧化物(ZrO2和La2O3沉积CeO2粒子(标记为A-x)以及CeO2和La2O3沉积ZrO2粒子(标记为B-x)),并用作Rh催化剂的载体。XRD、拉曼、TPR、XPS和O2脉冲等表征结果显示出不同的沉积顺序将导致不同的结构和氧化还原性能,且B-x具有更高的氧迁移性、储氧能力和表面Ce浓度。当其负载Rh后,Rh/B-x催化剂具有更高的NO和CO转化率及N2选择性,且Ce的最佳含量为50at%。这可能归因于Rh负载于富铈表面形成更多有利于NO分解的表面Ce3+活性位。     

Reactivity of RuO species in RuO2/CeO2 catalysts prepared by a wet reduction method

The paper deals with the reactivity of RuO₂/CeO₂ prepared by a wet reduction method: ruthenium was supported on Ce(OH)₃, which was precipitated by alkali-hydrolysis of Ce(NO₃)₃, under a reduction condition with formaldehyde at pH 11 and transformed into RuO₂/CeO₂ catalysts by calcination in air at 773 K. The catalysts were investigated with an ESR technique and were tested for oxidation of propylene. They had no ESR signals by themselves at room temperature, but gave two sets of anisotropic signals upon contact with propylene. These signals were derived from the reaction products between RuO and propylene. The intensities of the signals were kept unchanged at room temperature for more than 1 h in the absence of excess propylene. The signals decayed in the presence of excess propylene and the upfield signal decayed more rapidly. A prior heating of the catalyst in air at 473 K or above caused the increase in the intensity of the upfield signal. The time course of the signal changes discriminated between ethylene and olefins with allylic hydrogen toward RuO species.     

Ce掺杂K2La2Ti3O10催化剂的可见光高效催化制氢的研究

采用高温固相法合成了铈掺杂的K₂La₂Ti₃O₁₀催化剂, 利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征. 考察了催化剂的可见光催化分解甲醇水溶液制氢的活性, 并对可见光催化机理进行了分析. 研究表明, 铈的掺杂没有改变K₂La₂Ti₃O₁₀的微晶结构, 并使催化剂粒径有所减小. 紫外可见漫反射分析表明禁带宽度为2.3 eV左右, 对可见光具有较高吸收. XPS表明La和Ti为＋3和＋4价, 而Ce则是＋3和＋4的混合价态. 担载2 wt% Pt后, 在可见光下光催化活性大大提高, 当铈的掺杂量为0.5 mol%(即Ce取代La的摩尔百分量)时, 光催化活性达到最大, 产氢速率为0.05 mmol/h; 光照5 h后产氢量为0.22 mmol, 而纯K₂La₂Ti₃O₁₀的产氢量只有0.037 mmol.     

铈铬比例对CeO2-CrOx复合氧化物催化剂上1,2-二氯乙烷催化氧化性能的影响

采用共沉淀法制备了不同铈铬比例的CeO₂-CrO_x复合氧化物(Ce/Cr 摩尔比分别为9/1、4/1、2/1、1/1、1/2、1/4、1/8)以及单纯的CeO₂和Cr₂O₃, 并研究了各催化剂对1,2-二氯乙烷(DCE)的催化氧化性能. 结果表明,相较于单纯的CeO₂, 不同铈铬比例的复合氧化物催化剂对DCE的催化氧化活性有明显提高, 其中Ce/Cr 摩尔比为2/1的CeO₂-CrO_x复合氧化物上DCE的氧化活性最好, 且只有极微量的含氯等副产物产生; 随着Ce/Cr 摩尔比减小, 对HCl的选择性有下降的趋势. 通过X射线衍射(XRD)、N₂吸附/脱附(BET)、紫外拉曼(UV-Raman)光谱、H₂程序升温还原(H₂-TPR)、NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)等实验技术, 研究了铈铬比例对铈铬复合氧化物的物理化学性质的影响. 结果表明, 适当比例Ce-Cr的复合, 形成了结构较稳定的Ce-Cr-O固溶体, 提高了催化剂活性氧物种的流动性, 催化剂表面酸量及强弱酸比例, 从而有利于DCE的吸附活化, 进一步脱氯降解以及深度氧化.     

Conversion of NO in NO/N2, NO/O2/N2, NO/C2H4/N2 and NO/C2H4/O2/N2 Systems by Dielectric Barrier Discharge Plasmas

An experimental study on the conversion of NO in the NO/N₂, NO/O₂/N₂, NO/C₂H₄/N₂ and NO/C₂H₄/O₂/N₂ systems has been carried out using dielectric barrier discharge (DBD) plasmas at atmospheric pressure. In the NO/N₂ system, NO decomposition to N₂ and O₂ is the dominating reaction; NO conversion to NO₂ is less significant. O₂ produced from NO decomposition was detected by an on-line mass spectrometer. With the increase of NO initial concentration, the concentration of O₂ produced decreases at 298 K, but slightly increases at 523 K. In the NO/O₂/N₂ system, NO is mainly oxidized to NO₂, but NO conversion becomes very low at 523 K and over 1.6% of O₂. In the NO/C₂H₄/N₂ system, NO is reduced to N₂ with about the same NO conversion as that in the NO/N₂ system but without NO₂ formation. In the NO/C₂H₄/O₂/N₂ system, the oxidation of NO to NO₂ is dramatically promoted. At 523 K, with the increase of the energy density, NO conversion increases rapidly first, and then almost stabilizes at 93–91% of NO conversion with 61–55% of NO₂ selectivity in the energy density range of 317–550 J L⁻¹. It finally decreases gradually at high energy density. A negligible amount of N₂O is formed in the above four systems. Of the four systems studied, NO conversion and NO₂ selectivity of the NO/C₂H₄/O₂/N₂ system are the highest, and NO/O₂/C₂H₄/N₂ system has the lowest electrical energy consumption per NO molecule converted.     

Effect of conversion of NO2 into no on the catalytic reduction of NO2 with C3H6 in excess O2

During the reduction of NO₂ by C₃H₆ in O₂ over alumina-supported Au, Rh and Pt it was found that three parallel reactions take place,i.e., reduction of NO₂ to N₂ and N₂O, partial decomposition of NO₂ to NO and oxidation of C₃H₆ to CO and CO₂. In the absence of C₃H₆, the NO₂→NO+O₂ reaction reaches a fast equilibrium on Rh and Pt but not on Au and γ-Al₂O₃. Addition of C₃H₆ to the NO₂+O₂ mixture leads to the formation of NO above equilibrium conversion levels.     

g-C3N4/Bi2O2CO32D纳米片复合材料的制备及可见光催化性能研究

采用自组装和化学沉淀法分别制得两种可见光驱动复合材料石墨相氮化碳/碳酸氧铋(g-C_3N_4/Bi_2O_2CO_3).采用X射线衍射光谱(XRD),紫外可见光谱、扫描电镜(SEM)、N_2吸附、电化学阻抗谱(EIS)和X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对制备的催化剂进行了表征.结果表明,制备方法对纳米复合材料的晶相、形态及光学性能没有影响,但是影响g-C_3N_4和Bi_2O_2CO_3之间的相互作用力,导致光生电子-空穴对的分离速率存在显著差异.以可见光驱动苯酚和罗丹明B的降解实验为探针反应检测催化剂的光催化性能.实验结果表明自组装法得到的异质结催化剂中相互作用力更强,催化效果最高.O_2-是罗丹明B降解反应的主要活性物种,染料的光敏化、Bi_2O_2CO_3与g-C_3N_4综合效应,导致光生载流子电荷分离效率更高.     

吸附相反应技术制备MnOx/CeO2/SiO2催化剂及其低温选择性催化还原Nox

采用吸附相反应技术制备得到了MnO_x/CeO₂/SiO₂催化剂,通过X 射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、紫外激光拉曼（Raman）等手段对催化剂进行了表征. HRTEM分析表明活性组分MnO_x与CeO₂都均匀分布在载体SiO₂表面;XRD分析表明Mn₃O₄特征峰随着CeO₂含量的增加逐渐减小至完全消失,CeO₂的加入降低了MnO_x的结晶程度,增加了MnO_x的分散性;Raman光谱表明催化剂表面的Mn离子能够进入CeO₂晶格,激发出空穴氧,随着CeO₂负载量的增加,催化剂氧空穴浓度先升高后降低.以NH₃为还原剂,考评催化剂的NO_x低温选择性催化还原（SCR）性能,催化剂催化活性随CeO₂负载量增加先升高后降低,与催化剂氧空穴浓度变化规律一致,说明催化剂活性受氧空穴浓度影响,氧空穴浓度升高,催化剂催化活性升高.     

荧光XAFS表征Pt/BaAl2O4-Al2O3催化剂中的微量铂物种

随着稀薄燃烧(lean-burn)发动机的推广使用和环保法规的日趋严格,消除稀燃尾气中的氮氧化物(N O x)已刻不容缓。N O x储存还原技术被认为是最具应用前景的方法之一[1,2]。目前,对Pt/BaA l2O4-A l2O3体系中N O x储存与还原机制的研究较多[1￣4],但对该体系中微量铂物种微观结构及其与性能的关系研究较少,这主要是由于Pt含量(0.1w t%￣0.5wt%)太低,分散度较高,使表征方法受到很大限制。本文采用共沉淀-浸渍法制得具有较高比表面积和热稳定性的N O x储存还原催化剂Pt/BaA l2O4-A l2O3,应用荧光X-射线吸收精细结构方法(Fluores-cence-…     

Cr3+在不同基质Y3Ga5O12或Ga2O3中的荧光特性

以Ga_2O_3、Y_2O_3、Cr(NO_3)_3·9H_2O为原料,柠檬酸为配位剂,通过溶胶-凝胶高温固相合成法制备出Ga_(2-2x)O_3∶2xCr~(3+)(Ga_2O_3∶xCr)与Y_3Ga_(5-5x)O_(12)∶5xCr~(3+)(YGG∶xCr)2种多晶粉体(x=0.01,0.03,0.05,0.07)。并采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱(PL)对样品的结构、组成、形貌和荧光性能进行测试分析。XRD和IR分析结果显示在900℃煅烧后Ga_2O_3∶xCr和YGG∶xCr两种样品均成相。SEM照片显示Ga_2O_3∶xCr样品形貌为柱形多面体,YGG∶xCr为短棒状。PL结果显示Cr~(3+)在Ga_2O_3和YGG两种基质中的最强荧光发射峰分别位于742和740 nm,均属于Cr~(3+)的~2E-~4A_2跃迁,对比发现Cr~(3+)在YGG基质中的荧光发射强度更强,在远红光区的荧光性能更好,能满足温室照明中植物光合作用的需求。