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1.
随着环境污染和能源危机的加剧,发展可持续能源迫在眉睫.氢气被认为是可以替代化石能源的最有前途的能源之一,且光催化分解水产氢是一种可以将太阳能转化为氢能的环境友好的方法.n型半导体材料石墨C3N4 (g-C3N4)是一种被广泛用作光催化产氢的吸光材料,然而,纯g-C3N4的光生电子–空穴对会迅速重组,其光催化活性非常低.负载助催化剂能够有效抑制光生载流子的复合,是提高光催化产氢速率的有效方法.助催化剂的作用是将电子和空穴转移给相应的反应物,因此除了助催化剂和光吸收材料之间的能级匹配之外,助催化剂负载的位置也是非常重要的.通过常规方法制备的助催化剂一般是随机分布的,而光化学方法可以将助催化剂沉积在电子和空穴的出口处,从而有利于下一步的光催化反应.使用光化学沉积法,可以通过光化学氧化制备氧化型助催化剂,也可以通过光化学还原制备还原型助催化剂.光化学法是还原贵金属助催化剂的一种常用方法,但是对于制备非贵金属助催化剂来说,它仍然是一种相对新颖的方法.光化学法目前正处于发展阶段,依然缺乏成分调控的手段,因此我们致力于发展相对准确、可控的光沉积方法.H2PO2^–由于其特殊的性质被用于光化学还原过渡金属,然而,在H2PO2^–存在下形成的颗粒非常大且高度结晶,这可能抑制光催化剂的活性.本文设计了一种利用其他磷酸盐光沉积合成光催化剂的新方法,旨在制备可控的弱结晶和小尺寸的助催化剂,以提高产氢活性.首先以不同磷酸盐为原料制备催化剂,发现以H2PO3^–为无机牺牲剂制得的催化剂的光催化产氢活性非常突出,而且制得的催化剂具有无定形结构并且平均尺寸约为10 nm.通过XRD, XPS等多种表征,证实了该条件下得到的产物是Ni(OH)2/g-C3N4.同时,通过设计对照实验,发现在使用H2PO3^–作为牺牲剂, NiCl2作为镍源, g-C3N4作为光吸收材料条件下才能制得效果最好的催化剂.然后对光沉时间,原料添加量,产氢牺牲剂等多组条件进行了优化,得到最优的复合光催化剂Ni(OH)2/g-C3N4(4.36wt%)的光催化产氢速率为13707.86μmol·g^-1·h^-1,甚至高于Pt–4.36wt%/g-C3N4的活性(11210.93μmol·g^-1·h^-1).最后,通过PL, TR-PL, SPV, I-V等多种表征对反应机理进行探究,结果表明,光催化产氢性能提升主要原因是Ni(OH)2的负载可以有效提高光生电荷的分离和转移效率,抑制光生电子对的重组.  相似文献   

2.
Mo2C/Al2O3催化剂用于甲烷部分氧化(POM)制合成气的研究   总被引:7,自引:2,他引:7  
制备了一系列不同Mo2C担载量的Mo2C/A1203催化剂,利用微型固定床反应器对其POM反应进行了活性评价,并采用XRD、SEM和BET等方法进行了结构表征.实验结果表明,纯Mo2C催化剂在反应初期有较高的CH4转化率,但CO和H2的选择性很低,随着反应时间的增加,CH4转化率急剧下降.Mo2C担载量小于24.8%的催化剂,随担载量增加,CH4转化率明显升高.同时,随着反应时间的增加,CH4转化率有所下降,CO和H2的选择性则明显升高.Mo2C担载量在35.4%—42.5%的催化剂,具有好的CH4转化率和CO、H2选择性,但担载量过高时,CH4转化率会随反应时间的增加而下降.结构表征表明,未担载的和担载的碳化物催化剂均为β-Mo2C,担载量小于10.6%时,Mo2C高度分散于A12O3表面,担载量较高时,Mo2C颗粒变大,比表面减小.  相似文献   

3.
可动氧与载体对钴基催化剂的乙烷氧化脱氢性能的影响   总被引:5,自引:0,他引:5  
 报道了未担载的氧化钴与担载在SiO2和Al2O3上的氧化钴的乙烷氧化脱氢行为,发现未担载的氧化钴在150℃的低温下就有活性.XRD研究表明,Co3O4为活性晶相组分,其含量与催化剂的焙烧温度密切相关,经500℃和1000℃焙烧的未担载的氧化钴中Co3O4晶相分别占100%和66%.对于担载型氧化钴催化剂,载体与氧化钴间的相互作用以及不同的氧化钴担载量导致催化性能发生明显改变.氧化钴与载体间的作用越强,催化活性越低.Co3O4也是担载型氧化钴催化剂的活性晶相.催化剂的O2-TPD-MS和H2-TPR研究结果表明,反应的活性氧物种为在低温下易脱除和易还原并具有较高流动性的可动氧.  相似文献   

4.
Co-Pi是一种低廉高效的氧化水产氧助催化剂,助催化剂担载方法及条件是光阳极太阳能水分解效率提升的关键因素之一。以光阳极材料Ta_3N_5为基底,针对光电沉积担载助催化剂Co-Pi开展了一系列研究,研究表明光电沉积Co-Pi过程中,照射光强的影响较小,而外加偏压和担载电量的影响很大,是Co-Pi担载的关键因素;通过阻抗谱测试定量分析了Co-Pi担载条件对Ta_3N_5/电解液界面载流子输运的影响,表明Co-Pi担载电压和电量直接影响界面光生载流子的传输,进而决定了Ta_3N_5水分解性能的高低;发现最优担载偏压对不同的Ta_3N_5均适用,而最优担载电量和光阳极的表面粗糙度存在正相关关系,要针对光阳极表面粗糙度调节助催化剂担载条件。  相似文献   

5.
与汽油车相比,柴油车具有CO2排放低、寿命长和经济性好等优点,所以近年来受到广泛关注并被大量使用.但是,柴油车在使用过程中会产生大量炭烟颗粒物(PM),对大气环境和人类健康造成很大威胁.因此,开展这方面的基础研究具有重要的科学意义及环境保护意义.催化柴油炭烟燃烧反应是一个气-固-固多相深度氧化反应,由于PM的粒径远大于传统催化剂,导致PM不能进入催化剂孔道内部,造成催化剂活性比表面积利用率较低.设计并制备大孔径的三维有序大孔结构(3DOM)的催化剂,能够减小反应扩散阻力,增加催化剂与炭烟颗粒物的有效接触,加快反应进行.另外,可以通过在3DOM氧化物表面担载其它活性组分,提高催化剂的氧化还原性能,进而提高其活性.CeO2有很好的储放氧性能,在柴油车尾气净化催化剂中较为常见,但是单一的CeO2热稳定性较差,高温下容易烧结,使得比表面积减小,并且失去储氧能力,造成催化剂失活.文献中较常见的解决办法是在CeO2中掺杂其它阳离子,如Zr4+,Pr3+,Al3+,La3+及Y3+等离子,以提高CeO2的抗高温烧结能力.此外,研究报道的催化剂对催化柴油炭烟颗粒物燃烧的峰值温度已经远低于炭烟颗粒物的自燃温度,但是对颗粒物的起燃温度仍普遍较高.我们前期研究结果表明,担载纳米Au颗粒催化剂能够显著降低炭烟燃烧的起燃温度.本文采用胶体晶体模板法制备了3DOM Al2O3载体,利用微孔膜-氨沉淀法担载不同量的活性组分CeO2,制备出一种负载型x-CeO2/3DOM Al2O3催化剂,它既可减少稀土元素用量,降低成本,又因为Al2O3的机械强度较高,还能保证催化剂的机械强度足够好.为了进一步降低催化剂催化炭烟燃烧的起燃温度,利用还原沉积法在多层载体x-CeO2/3DOM Al2O3上负载纳米Au催化剂,制备出不同厚度的CeO2纳米层负载Au催化剂(Au/x-CeO2/3DOM Al2O3).利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、H2程序升温还原和O2程序升温脱附等方法研究了催化剂的结构及物化性质与催化剂活性之间的关系,提出了消除PM反应的可能机理.结果表明,Al3+离子能够部分进入到CeO2中,形成Al-Ce固溶体.由于Al离子半径小于Ce离子,Al3+掺杂后能引起CeO2晶格发生畸变,产生大量缺陷,形成大量氧空位,促进晶格氧的移动,从而使催化剂具有更大的储放氧能力.在Au/x-CeO2/3DOM Al2O3催化剂中,CeO2担载量过高时,氧化铈纳米层较厚,活性组分容易烧结,不利于催化剂活性提高;而CeO2担载量过低,则CeO2纳米层较稀薄,催化剂的氧化还原性能受限,催化剂活性也不高.因此,CeO2的担载量应适当.此外,Au和CeO2之间的强相互作用能够增加Au纳米颗粒表面活性氧物种的数量,从而促进柴油炭烟燃烧反应.活性测试结果表明,担载纳米Au颗粒后,催化剂催化柴油炭烟燃烧的起燃温度均明显降低,在所制备的系列催化剂中Au/20%CeO2/3DOM Al2O3催化剂展示了最高的催化活性,T10,T50和T90分别为267,372和426 oC.  相似文献   

6.
与汽油车相比,柴油车具有CO_2排放低、寿命长和经济性好等优点,所以近年来受到广泛关注并被大量使用.但是,柴油车在使用过程中会产生大量炭烟颗粒物(PM),对大气环境和人类健康造成很大威胁.因此,开展这方面的基础研究具有重要的科学意义及环境保护意义.催化柴油炭烟燃烧反应是一个气-固-固多相深度氧化反应,由于PM的粒径远大于传统催化剂,导致PM不能进入催化剂孔道内部,造成催化剂活性比表面积利用率较低.设计并制备大孔径的三维有序大孔结构(3DOM)的催化剂,能够减小反应扩散阻力,增加催化剂与炭烟颗粒物的有效接触,加快反应进行.另外,可以通过在3DOM氧化物表面担载其它活性组分,提高催化剂的氧化还原性能,进而提高其活性.CeO_2有很好的储放氧性能,在柴油车尾气净化催化剂中较为常见,但是单一的CeO_2热稳定性较差,高温下容易烧结,使得比表面积减小,并且失去储氧能力,造成催化剂失活.文献中较常见的解决办法是在CeO_2中掺杂其它阳离子,如Zr~(4+),Pr~(3+),Al~(3+),La~(3+)及Y~(3+)等离子,以提高CeO_2的抗高温烧结能力.此外,研究报道的催化剂对催化柴油炭烟颗粒物燃烧的峰值温度已经远低于炭烟颗粒物的自燃温度,但是对颗粒物的起燃温度仍普遍较高.我们前期研究结果表明,担载纳米Au颗粒催化剂能够显著降低炭烟燃烧的起燃温度.本文采用胶体晶体模板法制备了3DOM Al_2O_3载体,利用微孔膜-氨沉淀法担载不同量的活性组分CeO_2,制备出一种负载型x-CeO_2/3DOM Al_2O_3催化剂,它既可减少稀土元素用量,降低成本,又因为Al_2O_3的机械强度较高,还能保证催化剂的机械强度足够好.为了进一步降低催化剂催化炭烟燃烧的起燃温度,利用还原沉积法在多层载体x-CeO_2/3DOM Al_2O_3上负载纳米Au催化剂,制备出不同厚度的CeO_2纳米层负载Au催化剂(Au/x-CeO_2/3DOM Al_2O_3).利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、H2程序升温还原和O2程序升温脱附等方法研究了催化剂的结构及物化性质与催化剂活性之间的关系,提出了消除PM反应的可能机理.结果表明,Al~(3+)离子能够部分进入到CeO2中,形成Al-Ce固溶体.由于Al离子半径小于Ce离子,Al3+掺杂后能引起CeO_2晶格发生畸变,产生大量缺陷,形成大量氧空位,促进晶格氧的移动,从而使催化剂具有更大的储放氧能力.在Au/x-CeO_2/3DOM Al_2O_3催化剂中,CeO_2担载量过高时,氧化铈纳米层较厚,活性组分容易烧结,不利于催化剂活性提高;而CeO_2担载量过低,则CeO_2纳米层较稀薄,催化剂的氧化还原性能受限,催化剂活性也不高.因此,CeO_2的担载量应适当.此外,Au和CeO_2之间的强相互作用能够增加Au纳米颗粒表面活性氧物种的数量,从而促进柴油炭烟燃烧反应.活性测试结果表明,担载纳米Au颗粒后,催化剂催化柴油炭烟燃烧的起燃温度均明显降低,在所制备的系列催化剂中Au/20%CeO_2/3DOM Al_2O_3催化剂展示了最高的催化活性,T_(10),T_(50)和T_(90)分别为267,372和426 oC.  相似文献   

7.
贾银娟  王灿  吴双  高焕新 《分子催化》2022,36(2):171-179
以活性氧化铝为载体,浸渍负载Zn、K活性组分,制备优选Al_(2)O_(3)-Zn-K催化剂.考察了反应工艺条件对COS、CS_(2)脱除精度的影响,并对失活的催化剂进行表征,分析催化剂的失活原因.结果表明,负载Zn、K活性组分后,催化剂的弱碱性中心显著提高,负载量为4%时催化剂具有最优的水解活性.在180℃催化水解过程中,工艺条件对CS_(2)脱除精度的影响较COS更为明显.无氧条件下,反应过程中生成的硫酸盐和表面活性物质发生迁移导致催化剂碱性中心减少是催化剂失活的主要原因.  相似文献   

8.
倪平  储伟  罗仕忠  王晓东  张涛 《合成化学》2007,15(4):407-411,416
研究了浸渍法制备的Ba修饰S iO2担载型铱(Ir)基催化剂(Ba-Ir/S iO2)在氨催化分解模型反应的作用。结果表明Ba的添加显著提高了催化剂的活性和稳定性。采用H2-TPR和H2-TPD对Ba-Ir/SiO2进行分析和研究,结果显示助催化剂Ba和活性催化组分Ir之间发生了强相互作用。Ba-Ir/SiO2在氨催化分解模型反应中的主要活性物种是零价态的Ir。  相似文献   

9.
Ce掺杂K_2La_2Ti_3O_(10)催化剂的可见光高效催化制氢的研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
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-visDRS)、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2.3eV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2wt%Pt后,在可见光下光催化活性大大提高,当铈的掺杂量为0.5mol%(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0.05mmol/h;光照5h后产氢量为0.22mmol,而纯K2La2Ti3O10的产氢量只有0.037mmol.  相似文献   

10.
Co-Pi是一种低廉高效的氧化水产氧助催化剂,助催化剂担载方法及条件是光阳极太阳能水分解效率的提升的关键因素之一。以光阳极材料Ta3N5为基底,针对光电沉积担载助催化剂Co-Pi开展了一系列研究,研究表明光电沉积Co-Pi过程中,照射光强的影响较小,而外加偏压和担载电量的影响很大,是Co-Pi担载的关键因素;通过阻抗谱测试定量分析了Co-Pi担载条件对Ta3N5/电解液界面载流子输运的影响,表明Co-Pi担载电压和电量直接影响界面光生载流子的传输,进而决定了Ta3N5水分解性能的高低;发现最优担载偏压对不同的Ta3N5均适用,而最优担载电量和光阳极的表面粗糙度存在正相关关系,要针对光阳极表面粗糙度调节助催化剂担载条件。  相似文献   

11.
利用程序升温还原(TPR)方法,研究了甲烷部分氧化制甲醛催化剂MoO3/SiO2及添加金属氧化物的MoO3·MxOy/SiO2(M=V、Fe、Ni、Cr、Cu)催化剂上,活性组分在载体上的分散及MoO3与MxOy的相互作用.发现钼含量的提高不利于MoO3在SiO2上的分散,催化剂表面晶相MoO3随钼含量的提高而增多.SiO2上担载的活性组分有一个最佳值,对应于最佳催化活性.MoO3·MxOy/SiO2催化剂中MoO3与MxOy发生了不同的相互作用,影响催化剂表面的活性氧物种,导致它们对甲烷氧化活性和甲醛选择性的不同.MoO3·V2O5/SiO2是比较好的催化剂,且V2O5添加量有最佳值,对应甲烷氧化制甲醛也有较高的活性和选择性.  相似文献   

12.
The photoluminescence (PL) property effect of Sc3+ on the Er3+/Y3+/Yb3+ doped Al2O3 powders prepared by sol-gel method has been investigated. The X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) implied that the distribution of dopants (Er3+ , Y3+ , Yb3+ , Sc3+) was improved effectively with the rise of Sc3+ concentration. The Fourier transform infrared spectra (FTIR) results demonstrated that the ligand around the quenching center -OH and the population of -OH were altered by introducing different amounts of Sc3+ . The PL intensity centered at 1530 nm was increasingly improved with the rise of Sc3+ concentration, as well as the corresponding full widths at the half maximum (FWHM) and lifetime. The optimized PL intensity was 4.7 times higher than that non-Sc3+ doped sample for the Al2O3 powders codoped with 10mol% Sc3+ . This material can be promising candidates for optical fiber amplifier.  相似文献   

13.
Pd/γ-Al2O3三效催化剂中CeO2-ZrO2-La2O3的作用   总被引:1,自引:0,他引:1  
用浸渍法制备了CeO2-ZrO2-La2O3复合氧化物,用XRD,TG-DTA,拉曼光谱、H2-TPR和BET表面积测定等方法对合成的样品进行了表征,研究了在单钯Pd/γ-Al2O3催化剂中添加CeO2-ZrO2-La2O3对催化剂活性和热稳定性的影响.结果表明,在Pd/γ-Al2O3中加入三元复合氧化物有利于提高三效催化剂的热稳定性,有利于阻止γ-Al2O3在高温时的相变以稳定Al2O3结构,防止在高温条件下催化剂表面积的损失.在Pd的负载量为1 g*L-1条件下,测定了Pd/CeO2-ZrO2-La2O3/γ-Al2O3/蜂窝陶瓷催化剂对CO,C3H6和NO净化的三效活性,研究了催化剂的结构和三效催化活性之间的关系.结果表明,CeO2-ZrO2-La2O3的存在能明显提高Pd基催化剂对CO,C3H6和NO的三效净化活性,扩大催化剂的操作窗口,提高在富氧条件下对NOx的还原性能.  相似文献   

14.
In this work, the photoabsorption behaviour of the molecular series CF3Cl, CF2Cl2 and CFCl3, involving their ground state and two different Rydberg series, has been studied. The discrepancies or similarities in the intensities of homologous transitions in the three CF x Cl y molecules have been analysed on account of their electronic structure. Absorption oscillator strengths have been calculated with the Molecular quantum defect orbital (MQDO) approach. Electronic transitions between states belonging to two different unperturbed Rydberg series of the same molecule have been calculated by us for the first time. The quality of the achieved oscillator strengths has been assessed by comparison with, to our knowledge, scarce experimental data available in the literature, through analysis of the discrepancies or similarities in the intensities of homologous transitions in the molecular series CF x Cl y when states of different type are involved, and by testing the compliance of regularities by the Rydberg series object of our study.Article for the special issue dedicated to J.-P. Malrieu  相似文献   

15.
以聚乙烯合丁烯-嵌-聚氧乙烯嵌段共聚物(PHB-PEO)作模板, 采用蒸发诱导自组装方法, 分别制备了Y2O3和Nd2O3介孔薄膜. 用小角、广角X射线衍射和透射电子显微镜对薄膜样品在不同的热处理阶段进行了表征. 结果表明, 所制备的Y2O3和Nd2O3薄膜样品呈现一种大孔径(平均孔径分别约为11.5和12.5 nm)、有序的立方扭曲球形孔排列、稳定于450 ℃并具有部分晶态孔壁结构的介孔薄膜材料.  相似文献   

16.
La2—xSrxCuO4和La2—xNdxCuO4+y的键共价性计算   总被引:1,自引:1,他引:0  
使用复杂晶体化学键理论计算了La2-xSrxCuO4和La2-xNdxCuO4+y中各键的健共价性,讨论了键性随着掺杂的变化规律,研究表明,对于214结构,没有发现明显的化学键性与超导温度的关系,因此214结构中有关超导现象产生的机理还有待于进一步研究。  相似文献   

17.
采用高温熔融法制备了Eu3+掺杂Y2O3-Al2O3-SiO2荧光玻璃,探讨了成分对该体系玻璃形成能力的影响,并对不同Eu3+掺杂浓度下的荧光性能进行了研究.结果表明,熔融温度为1500℃条件下,SiO2含量对该体系的玻璃形成能力影响明显,Y/Al摩尔比为3/5时,SiO2含量在52%-68%(摩尔分数)范围内时可以获得玻璃.掺杂Eu3+的Y2O3-Al2O3-SiO2玻璃具有荧光性能,在395nm波长激发下,在588 nm和614 nm处出现明显的发射峰.随着Eu3+掺杂浓度的增加,该荧光玻璃的发射波长不变,但发射强度有所变化;当Eu3+掺杂浓度为1.5%(摩尔分数)时,特征发射峰强度最大.  相似文献   

18.
Fe_2O_3/SiO_2对异辛醇氧化生成异辛酸反应的催化性能研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用浸渍法制备了系列的Fe_2O_3/SiO_2催化剂, 并用XRD, BET, TG-DTG和SEM等手段对催化剂进行了表征;考察了不同Fe负载量和焙烧温度的Fe_2O_3/SiO_2催化剂对异辛醇氧化生成异辛酸反应的催化活性的影响, 确定了最佳催化剂制备条件. 结果表明, Fe负载量为4%, 焙烧温度为500℃时, 催化剂活性组分Fe_2O_3的在载体上分散均匀, 晶粒大小基本一致, 催化剂比表面积较大, 催化剂活性达到最佳, 异辛酸选择性最高可达55.14%, 收率可达22.41%.  相似文献   

19.
利用DSC测定La2O3-CeO2-ZrO2(简称LCZ)粉的高温相稳定性并与YSZ进行对比,表明LCZ在室温~1300℃内没有相变;采用热膨胀分析仪对粉料的热膨胀性质进行了研究,结果显示氧化铈的添加提高了锆酸镧的热膨胀系数;扫描电镜及能谱分析得出,涂层厚度及元素分布均匀;涂层热循环寿命研究表明LCZ涂层寿命高于LZ涂层.实验结果说明LCZ粉是一种很有应用前景的热障涂层材料.  相似文献   

20.
On the Structure of Sr3(BN2)2 The structure of Sr3(BN2)2 was determined on single-crystal X-ray data collected with a four-circle diffractometer. Sr3(BN2)2 crystallizes in the cubic space group Im3 m (no. 229) with a = 764.56(3) pm and Z = 3. The structure contains linear BN3?2 ions with a B? N bond length of 135.8(6) pm. The straight forward synthesis employing metal nitrides plus boron nitride yielded crystalline powders of M3(BN2)2 (M = Ca, Sr) at 1100°C (5 days). Cubic indexing of guinier patterns gave a = 765.8(1) pm for M = Sr and a = 734.7(2) pm for M = Ca. The structure refinement on a single crystal of Sr3(BN2)2 revealed that one strontium site (2a; 0, 0, 0) is occupied by only about 50%. It has been tried to fully occupy this site with an alkali metal (A) to obtain ASr4(BN2)3 (Z = 2). Reactions with A = Na yielded crystalline powders. Cubic indexing of the guinier pattern analogous to that of Sr3(BN2)2 gave a = 754.2(1) pm.  相似文献   

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