CoFe2O4纳米阵列催化剂的费托合成性能研究

通过可控的水热生长方法和钴铁碳酸根氢氧根水合物的焙烧在泡沫铁上制备了CoFe₂O₄纳米阵列催化剂。通过粉末X射线衍射,扫描电镜和电感耦合等离子体发射光谱表征了CoFe₂O₄纳米阵列的晶相,结构和组成。制备的催化剂被用于费托合成性能研究。CoFe₂O₄纳米阵列催化剂在5L/（g·h）的空速下具有69%的转化率,并且其性能优于粉体催化剂。     

一维ZnO表面可控构建Co3Mn1纳米晶及其催化CO氧化性能

利用热分解法制备了结构明确的负载型纳米晶催化剂。在纳米晶成核和生长过程中加入一维Zn O纳米棒作为晶种,调控不同组分的纳米晶在Zn O纳米棒表面均匀生长,从而获得了结构明确的Mn O/Zn O、Co₃O₄/Zn O、Co₃Mn₁/Zn O催化剂。透射电子显微镜(TEM)与X射线粉末衍射(XRD)结果显示,不同组分纳米颗粒都均匀分散在Zn O纳米棒表面。相对于Mn O/Zn O和Co₃O₄/Zn O催化剂,Co₃Mn₁/Zn O催化剂在CO氧化反应中具有最佳的催化性能。在200 L·g^-1_cat·h^-1的气时空速下,Co₃Mn₁/Zn O催化剂起活温度为50℃,其T₁₀₀(CO转化率达到100%时的温度)为200℃;利用X射线光电子能谱(XPS)对不同催化剂进行了分析,结果显示,Co<...     

CoFe2O4/CuO活化过氧乙酸高效降解磺胺甲恶唑(英文)

利用化学沉淀法和溶胶凝胶法,通过两步法成功制备出含有尖晶石钴铁氧体和氧化铜的复合催化剂CoFe₂O₄/CuO,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)对制备出的CoFe₂O₄/CuO进行表征,探究不同高级氧化体系对磺胺甲恶唑(SMX)去除能力,考察过氧乙酸(PAA)浓度、催化剂投加量、水体中常见干扰物质(Cl^-,HCO-3,SO₄^2-,HA)和不同自由基捕获剂对SMX去除的影响。分析结果表明CoFe₂O₄/CuO同时具有CoFe₂O₄与CuO的特征,对比单独CoFe₂O₄与CuO,CoFe₂O₄/CuO对PAA展现出极高的活化性能,在最佳反应条件下(催化剂投加量=20mg·L^-1,c(PAA)=200μ...     

Pd@SiO2/Al2O3的制备及其催化氧化CO性能评价

从Pd纳米粒子出发制备具有核壳结构的Pd@SiO₂纳米粒子,并将其负载于不同形貌Al₂O₃载体上,制备出具有良好CO催化氧化活性的催化剂。以纳米球形Al₂O₃为载体时,Pd@SiO₂/Al₂O₃催化剂活性优于无核壳结构的Pd/Al₂O₃催化剂。将纳米Pd@SiO₂负载到球形和菱形Al₂O₃上,制备出Pd@SiO₂/Al₂O₃催化剂。结果表明:具有较大比表面积的Al₂O₃载体(球形)有利于Pd@SiO₂的分散,且SiO₂层可以抑制Pd粒子的团聚,能在一定程度上改善催化活性。而较小比表面积的载体(菱形)上出现了Pd@SiO₂的团聚,表现出较低的CO氧化活性,但在降低负载量后,CO氧化活性明显提高。该结果为推动新型热稳定、高效纳米三效催化剂的研发具有一定的启示意义。     

Fe3O4和Zn2+掺杂型Zn1-xFe2+xO4纳米晶的溶剂热合成和电磁性能

利用溶剂热法, 在醋酸钠静电保护剂的辅助下, 成功制备出Fe₃O₄和Zn²⁺掺杂型Zn_0.07Fe_2.93O₄纳米晶. 利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等对样品的晶体结构、粒径、形貌和化学组成进行了分析. 结果表明, 所得纳米晶的粒径均匀, 形貌为球形, 分散度好; Zn_0.07Fe_2.93O₄纳米晶的平均粒径(70 nm)明显小于Fe₃O₄(170 nm). 磁性能测量结果表明, 室温下Zn_0.07Fe_2.93O₄的饱和磁化强度(54.2 A·m²·kg^-1)小于Fe₃O₄ (81.6 A·m²·kg^-1). 利用矢量网络分析仪对样品的电磁性能和吸波性能进行了研究. 结果表明, Zn²⁺掺杂型Zn_0.07Fe_2.93O₄纳米晶的吸波性能优于Fe₃O₄, 前者的最大吸收峰(-19.3 dB)大于后者(-9.8 dB), 且吸收峰低于-10 dB的峰宽达2.5 GHz.     

NiO/Mn3O4整体式催化剂催化分解臭氧的性能

将原料Ni(NO₃)₂·6H₂O、Mn₃O₄粉末和拟薄水铝石用球磨机球磨,以所得的浆料浸渍堇青石,经过焙烧,得到不同比例的NiO/Mn₃O₄催化剂。 通过催化分解臭氧活性测试发现,在空速为20000 h^-1时, 30NiO/Mn₃O₄(NiO占总质量的30%)催化剂的活性最高,臭氧分解率达到98%,催化剂活性稳定。 当提高空速为40000 h^-1,50NiO/Mn₃O₄(NiO占总质量的50%)催化剂的活性最高,臭氧分解率在90%左右,并且出现失活现象。 通过X射线衍射(XRD)、程序升温(TPR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、BET比表面积法等表征,发现Mn₃O₄和NiO复合催化剂的比表面积大于单一金属氧化物催化剂的比表面积并且在Mn₃O₄和NiO复合催化剂中Mn₃O₄与NiO发生电子相互作用。 催化剂中的Mn₃O₄与NiO的协同催化作用。 使得Mn₃O₄与NiO混合物催化剂的还原温度降低,分解臭氧(O₃)活性提高。     

纳米CoFe2O4/GNS负极制备及其电化学性能研究

采用溶剂热法一步合成纳米尺寸CoFe₂O₄/GNS复合材料（直径约为15 nm）,其颗粒尺寸均一,且均匀分散于石墨烯表面. 电化学测试结果表明,该复合物电极具有良好的循环和倍率性能,500 mA·g^-1电流密度下100周期循环比容量稳定在709 mAh·g^-1, 容量保持率高达95.8%;2 A·g^-1电流密度,其比容量仍高达482 mAh·g^-1.     

Ni-Pt/γ-Al2O3催化剂用于甲基环己烷催化脱氢的研究

采用自制的比表面积为349 m²/g的纳米膜γ-Al₂O₃为载体,用等体积浸渍法制备了Ni-Pt/γ-Al₂O₃催化剂,采用比表面积测定、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等手段对所制备的催化剂进行了表征。利用微型连续管式反应器与气相色谱联用装置,考察了Ni-Pt/γ-Al₂O₃催化剂对甲基环己烷(MCH)气相脱氢的催化性能。结果表明,使用20%Ni-0.5%Pt/γ-Al₂O₃催化剂,在反应温度350℃,混合进样体积空速252 h^-1条件下,甲苯转化率达到96.99%,选择性接近100%。     

模板法合成NiO@Co3O4空心多孔小球及其储电性能的研究

空心结构在能量转化和储存等重要应用方面,展现出了巨大的潜力. 为了进一步提高性能,根据物质的组成和结构,合理设计出更复杂的空心结构材料是非常必要的,但目前仍然存在相当大的挑战. 本文报导了一种以硅小球作为模板的高效方法,合成了新型的NiO@Co₃O₄空心多孔小球,其比表面积可达219.68 m²·g^-1. NiO@Co₃O₄空心多孔小球的高比表面积有利于增强离子的扩散和提高活性物质的利用效率,并可防止纳米颗粒团聚. 测试结果表明,在5 mV·s^-1的扫描速度下,所制备的NiO@Co₃O₄空心多孔小球的比电容值达1140.9 F·g^-1,同时具有良好的循环稳定性,显示出该材料在超级电容器领域有较好的应用前景.     

SrCeFeNiO6催化剂的制备及其催化甲烷燃烧性能研究

采用共沉淀法、溶胶凝胶法和水热法制备了双钙钛矿型催化剂SrCeFeNiO₆,其结构和性能经X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、程序升温还原(H₂-TPR)、比表面积测定(BET)、热重分析(TG-DSC)和甲烷燃烧活性测试表征。结果表明：3种方法制备的催化剂经800 ℃焙烧4 h后均可形成完整的双钙钛矿晶型,催化性能和高温稳定性较好。其中,采用共沉淀法制备的SrCeFeNiO₆催化剂催化甲烷燃烧活性最好,起燃温度T_10℃为432 ℃,完全转换温度T_90℃为582 ℃,比表面积为15.4 m²·g^-1,活化能为43.4 kJ·mol^-1。     

A high-efficient amperometric hydrazine sensor based on novel electrospun CoFe2O4 spinel nanofibers

HeterojunctionFe_2O_3 nanoparticles(NPs), NiFe_2O_4 nanofibers(NFs), and CoFe_2O_4 NFs were synthesized by electrospinning and the subsequent thermal treatment processes. Characterization results indeed display the three-dimensional net-like textural structures of these as-electrospun spinel-type MFe_2O_4 NFs. The MFe_2O_4 NFs-based film configurations possess abundant micro/meso/macropores on their surface. These structures could afford more accessible transport channels for effective reduction of the mass transport resistance and improvement of the density of exposed catalytic active sites. All these advantages are responsible for the enhanced electro-catalytic performance of these MFe_2O_4 NFs in hydrazine oxidation. When used for hydrazine detection, CoFe_2O_4 NFs show the best catalytic efficiency.For example, the CoFe_2O_4 NFs possess a large sensitivity of 1327 mA cmà2(mmol Là1[à1in the linear range of 0.01 to 0.1 mmol Là1and 503 mA cmà2(mmol Là1)à1in the linear range of 0.1 to 11 mmol Là1, a response time of shorter than 3 s, good reproducibility and remarkable long-term stability. The superior catalytic efficiency, excellent stability, low cost, and ease of fabrication render CoFe_2O_4 NFs very promising materials in developing an electrochemical device that directly detects hydrazine.     

两种形貌纳米Fe2O3对TKX-50热分解的催化性能研究

Energy components used in solid rocket propellants are beneficial for improving the energy performance, and their thermal decomposition characteristics significantly affect the combustion properties of the propellants. As a kind of energetic material with both high energy and low sensitivity (impact and friction), 5, 5'-bistetrazole-1, 1'-diolate (TKX-50) can effectively improve the energy and safety characteristics of solid propellants. Burning catalyst is another important component of solid propellants, which can significantly improve the burning rate of the propellant and reduce the pressure exponent. Among various burning catalysts, nanoscale transition metal oxides can promote the thermal decomposition of the energetic component, thus enhancing the combustion properties of the solid propellant. However, the catalytic effects of nanoscale transition metal oxides with different morphologies on the thermal decomposition of TKX-50 have rarely been studied. Based on the excellent catalytic activity of Fe₂O₃ for TKX-50 thermal decomposition, nano-Fe₂O₃ particles with spherical and tubular microstructures were used for TKX-50 thermal decomposition. The Fe₂O₃ nanoparticles were successfully fabricated via the solvothermal method and characterized by scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyses. The XRD, FT-IR, and XPS results confirmed the successful fabrication of spherical and tubular Fe₂O₃ samples. The SEM and TEM images showed that the spherical Fe₂O₃ samples are composed of agglomerated Fe₂O₃ nanoparticles with an average particle size of 110 nm. In addition, the average diameter and length of hollow tubular Fe₂O₃ nanoparticles are 120 nm and 200 nm, respectively. The catalytic activities of spherical and tubular Fe₂O₃ for TKX-50 decomposition were studied by thermogravimetric analysis (TG) and differential scanning calorimetry (DSC) methods. The DSC and TG-DTG curves showed that both tubular and spherical Fe₂O₃ could effectively promote TKX-50 thermal decomposition. The first thermal decomposition peak temperature (T_FDP) of TKX-50 was reduced by 36.5 K and 26.3 K in the presence of tubular and spherical Fe₂O₃, respectively, at 10 K·min⁻¹. The activation energy (E_a) of TKX-50, determined by the iso-conversional method, was significantly reduced in the presence of both tubular and spherical Fe₂O₃. The results indicated that the microstructure of the catalyst has a significant effect on its catalytic performance for TKX-50 thermal decomposition, and that tubular Fe₂O₃ with hollow microstructure possesses better catalytic activity than spherical Fe₂O₃. The excellent catalytic activity of tubular Fe₂O₃ can be attributed to the hollow microstructure, which has more active sites for TKX-50 thermal decomposition.     

纳米MgO掺杂改善LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料

将氢氧化物共沉淀法制备的(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)（OH）₂在500℃热处理5 h得到具有尖晶石结构、纳米尺寸的氧化物M₃O₄(M=Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3).将其与LiOH及不同量的纳米MgO混合均匀,并在850℃热处理24 h制备了Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)_1/xMg_xO₂（x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05）正极村料.随着Mg掺杂量的增大,正极材料的晶胞参数增大;少量的Mg掺杂增大了锂离子的扩散系数,而过度掺杂却使锂离子扩散系数有所降低,其中Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)_0.98Mg_0.02O₂的锂离子扩散系数最大,其脱出和嵌入扩散系数分别为D_Li-dein=29.20×10^-11cm²·S^-1和D_Li-in=4.760×10^-11cm²·s^-1;其以3C倍率充放电的平均放电比容量为139.3 mAh·g^-1,比未掺杂的原粉约高9.5 mAh·g^-1;另外其循环性能也得到了大幅度改善.     

高比表面积Cr2O3-α-AlF3催化剂的制备和应用

采用炭硬模板法制备了高比表面积Cr₂O₃-α-AIF₃催化剂.该催化剂的合成过程主要包括三步:（1）将一定浓度的蔗糖溶液浸渍到Cr₂O₃-γ-Al₂O₃中,然后经过热处理,使得蔗糖分解为炭;（2）将含炭的Cr₂O₃-γ-Al₂O₃固体在400℃用HF气体进行完全氟化;（3）在高温下利用燃烧法除去炭硬模板.对所制备的催化剂进行了X射线衍射（XRD）,氮气吸脱附曲线,氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）,透射电镜（TEM）,扫描电镜（SEM）和X射线能量散射（EDX）技术表征.结果表明,氟化过程对Cr₂O₃-α-AIF₃催化剂比表面积有重要影响,在最佳实验条件下,能够得到比表面积为115 m²·g^-1的催化剂.此催化剂对催化裂解二氟乙烷（HFC-152a）制备氟乙烯（VF）的催化活性明显高于直接氟化制备的Cr₂O₃-α-AIF₃催化剂,这是因为高比表面积的Cr₂O₃-α-AIF₃催化剂具有较大的酸量.     

对苯二甲酸镁作为钠离子电池的有机负极材料

报道了对苯二甲酸镁作为钠离子电池负极材料的研究.以对苯二甲酸和氢氧化镁为原料,采用酸碱中和反应制备了含结晶水的对苯二甲酸镁(MgC8H4O4·2H2O),该材料对钠离子电池表现出了较好的电化学活性、优异的倍率性能以及良好的循环稳定性.在0.5C(1C=300 mA·g-1)倍率下循环50周以后,可逆容量由114mAh·g-1降至95 mAh·g-1,容量保持率高达83%;在2C的倍率下有高达90 mAh·g-1的可逆比容量.另外,在氮气气氛中,400℃进行后续热处理得到了不含结晶水的对苯二甲酸镁(MgC8H4O4),探讨了结晶水对其电化学性能的影响.结果表明,MgC8H4O4·2H2O的比容量、倍率性能以及循环稳定性都明显优于不含结晶水的对苯二甲酸镁.     

负载Cr_2O_3的H_2Ti_2O_5·H_2O纳米管的制备及其作为锂离子电池正极材料的电化学性能

限制纳米电极材料倍率性能的一个重要因素是,在大电流下充放电时,纳米结构可能坍塌,造成容量迅速衰减.通过异价离子的掺杂或第二相的负载有可能弥补纳米材料的这一缺陷.本文以含有Cr2O3的锐钛矿TiO2为原料,通过超声化学-水热法,制备了负载Cr2O3的H2Ti2O5·H2O纳米管.采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对制得的H2Ti2O5·H2O/Cr2O3纳米管的晶体结构和微观形貌进行了表征和分析.恒流充放电测试显示,H2Ti2O5·H2O/Cr2O3(5%(w,质量分数))纳米管作为锂离子电池阳极材料具有优异的循环稳定性及倍率性能.在150mA·g-1的电流密度下,H2Ti2O5·H2O/Cr2O3纳米管的首次放电容量达到288mAh·g-1;120次循环后,充放电容量仍保持在145mAh·g-1.在1500mA·g-1的电流密度下,首次放电容量为178mAh·g-1;600次循环后,充放电容量保持在80mAh·g-1以上;继续在150mA·g-1电流密度下充放电30个循环,充放电容量达到155mAh·g-1,显示出充放电容量的可回复性.循环伏安测试结果表明,H2Ti2O5·H2O/Cr2O3纳米管的充放电过程由法拉第赝电容反应控制.该一维纳米结构在锂离子电池和非对称电容器领域显示出良好的应用前景.     

富含光诱导氧空位Bi12O17Br2的制备及其高效光催化固氮性能

采用一步水热法制备了Bi₁₂O₁₇Br₂光催化剂,其平均微片尺寸为1.2μm,比表面积约为29 m²·g^-1。Bi₁₂O₁₇Br₂的禁带宽度为2.42 eV,能够响应可见光。值得注意的是,在光照条件下Bi₁₂O₁₇Br₂表面能够产生氧空位;光诱导氧空位不仅能促进氮气在催化剂表面的吸附,而且对吸附的氮气分子的活化起到至关重要的作用。实验结果表明在可见光照射下,Bi₁₂O₁₇Br₂光催化剂上的氨生成速率为337.6μmol·g^-1·h^-1。在可见光的驱动下,Bi₁₂O₁₇Br₂光催化剂能够实现氮气与水反应生成氨的过程。     

Na3V2(PO4)2O2F的合成及其在钠离子电池中的应用

目前,合成Na₃V₂(PO₄)₂O₂F(NVPF)材料的方法包括高温固相法、水热法、溶剂热法等,这些方法均不利于该材料的大规模工业化生产。本文开发了温和的低温共沉淀法合成NVPF材料,该材料首次放电容量为105.6 mAh·g^-1,首次效率为90.16%。经过简单的热处理过程,可以有效去除由于液相合成带来的结晶水以及吸附在材料表面的羟基,同时还可以提高材料的结晶度,使得材料的首次放电容量提高到124.3 mAh·g^-1,首次效率提高到96.06%。以热处理后的NVPF材料为正极,商业化硬碳为负极组装的全电池表现出了优异的循环性能和倍率性能,1C下循环1200次后容量保持率仍有94.6%,4C倍率下的放电容量仍有基准倍率(0.33 C)的86%。该方法有助于NVPF材料的大规模工业化生产。