纳米粉体CeO_2∶Eu~(3+)的溶胶-凝胶绿色合成及其发光性质

采用溶胶-凝胶法,以硝酸铈为原料,加入适量淀粉为分散剂,并通过氨水来调节溶液p H值,合成稀土Eu~(3+)掺杂的CeO_2红色纳米粉体。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、荧光分光光度计等手段研究不同煅烧温度对粉体结构、形貌、发光及显色性能的影响。结果表明,所得样品为立方晶系的萤石结构,空间群为Fm3m,颗粒呈近似球形,粒径范围在10~60 nm之间。随着煅烧温度的升高,CeO2晶粒尺寸逐渐增大,荧光粉的红色发光也逐渐增强。经800℃烧结后,近紫外(370 nm)和蓝光区(468 nm)的光都能对粉体有效地激发,这有利于其在固态照明中的应用。在溶胶-凝胶制备过程中,采用淀粉作分散剂,具有工艺简单、绿色环保的优点,有利于纳米氧化铈粉体的大规模制备。     

酸性质对磷钨酸改性CeO_2上NH_3选择性催化还原NO性能影响

分别制备了磷钨酸、磷酸、偏钨酸铵及磷酸+偏钨酸铵改性的CeO_2催化剂,用于NO的NH3选择性催化还原反应(NH3-SCR),对酸改性的作用进行了研究。结果表明,不同酸改性后的CeO_2催化剂均含有弱酸和中强酸位,但酸量差别明显,依次为:磷钨酸/CeO_2偏钨酸铵/CeO_2磷酸+偏钨酸铵/CeO_2磷酸/CeO_2。由于磷钨酸改性的CeO_2催化剂中P与W之间相互作用,导致磷钨酸/CeO_2催化剂表面弱酸及中强酸含量较多,Ce物种和O物种相对活跃,有利于NH3的吸附、活化和NH3-SCR反应的进行;因此,磷钨酸改性的CeO_2催化剂活性最佳,在225-450℃下NO转化率高于90%。     

采用射频热等离子体合成Ni-CeO_2催化剂用于甲烷部分氧化(英文)

采用射频热等离子体制备了Ni含量为50 mol%的Ni-CeO_2催化剂,考察了其在甲烷部分氧化反应中的催化活性.在催化剂制备过程中,采用板功率为52 kVA的射频等离子体火炬将Ni(直径约5μm)和CeO_2粉末(直径约200 nm)混合物同时加热,粉末添加速率约为120 g/h.X射线衍射和透射电镜表征结果表明,所用前驱体形成了高结晶的CeO_2载体,其表面Ni颗粒的粒径较小(50 nm).在常压、500 oC以上、反应物中CH_4:O_2=2:1(摩尔比),并用Ar稀释的条件下考察了所制样品的甲烷部分氧化反应性能.结果表明,尽管所制样品中Ni含量较高(~50 mol%),但在550 oC反应24 h后,甲烷转化率为70%以上,CO和H_2选择性大于90%,有少量积碳.然而,在750 oC反应24 h时,催化剂表面形成了丝状碳,甲烷转化率升至90%以上.     

CeO_2对Ni-Cu/HZSM-5催化剂在生物油加氢脱氧反应中抗积炭性能的影响

将CeO_2氧化物添加到Ni-Cu基催化剂中,研究了CeO_2加入量对生物油加氢脱氧过程中催化剂表面积炭行为的影响。采用热重分析、X射线光电子能谱和拉曼光谱等对CeO_2加入前后催化剂表面的积炭量、微结构、积炭动力学和不同类型炭(软积炭、硬积炭和石墨炭)的转变行为等进行了研究。结果表明,CeO_2的添加量及反应温度对催化剂的抗积炭能力及积炭的类型均具有显著的影响;在反应温度为270℃、CeO_2的添加量为15%时,Ni-Cu基催化剂抗积炭性能最好。     

CeO2纳米层对多层载体x-CeO2/3DOM Al2O3负载纳米Au催化剂催化柴油炭烟燃烧活性的影响

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.     

Pd-O/CeO_2纳米管催化苯酚氧化羰基化反应

以碳纳米管(CNTs)为模板,采用液相沉积-水热法制备了管状纳米氧化铈(Ce O2-NT).利用X射线衍射、透射电镜和N2等温吸附-脱附技术对其结构进行了表征,所得Ce O2-NT外径~25 nm,长度大于300 nm,管壁由粒径4–9 nm的Ce O2晶粒组成,比表面积为108.8 m2/g.以其为载体制备了Pd-O/Ce O2-NT催化剂,程序升温还原结果发现,该催化剂表面氧在低温下即可被还原,具有较高的活性.将Pd-O/Ce O2-NT用于催化苯酚氧化羰基化反应,催化剂活性和碳酸二苯酯(DPC)选择性均高于零维CeO 2负载的Pd-O/Ce O2-P催化剂.在优化的条件下,苯酚转化率为67.7%,DPC选择性为93.3%.但该催化剂再次使用时活性下降明显,这是由于Pd-O/Ce O2-NT的管状结构在反应过程中被破坏,并且活性组分Pd流失所致.     

二氧化铈八面体的水热合成与表征

本文选用硝酸铈和草酸利用水热合成方法合成出二氧化铈八面体。水热产物的形貌与物相可以通过改变反应温度和时间进行调控。基于实验结果,提出了形成二氧化铈八面体的自牺牲模板法机理。     

掺杂纳米氧化铈紫外屏蔽材料的表征与性能

采用共沉淀法制备了氟锶、氟钙掺杂的纳米氧化铈.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见(UV-vis)光谱对所制备样品的物相组成、晶粒大小、形貌、紫外屏蔽性能进行了表征.XRD分析表明,氟锶、氟钙阴阳离子共掺杂的CeO2为立方萤石结构,共掺杂阴阳离子使CeO2的晶格常数增大.SEM结果表明,掺杂后的氧化铈均为球形纳米颗粒团聚物.紫外可见(UV-Vis)光谱表明,共掺杂氧化铈的紫外吸收边红移,紫外屏蔽性能增强.     

颗粒可控分散技术在CeO2抛光粉生产中的应用研究

通过高能湿法球磨与低温喷雾干燥联用技术对传统沉淀法氧化铈抛光粉后处理工艺进行改进,从而实现生产过程中颗粒的可控分散.通过XRD确定产品晶型,采用SEM,BET和激光粒度仪对改进前后颗粒度变化进行了分析.将该产品与进口产品在ZF7和K9玻片抛光生产线上比较使用,良品率高于进口产品.结果表明该颗粒可控分散技术有效降低了颗粒的团聚程度,提高了颗粒均匀性,改善了抛光性能.     

同轴静电纺丝技术制备CeO2纳米管及光催化性能研究

采用同轴静电纺丝技术,以硝酸铈、聚乙烯吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺和氯仿为原料,制备了CeO2纳米管。用差热-热重分析、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱仪对样品进行了表征。考察了CeO2纳米管对罗丹明B溶液的光催化性能。结果表明:所得到的产物属于立方晶系、空间群为O5H-FM3M的CeO2纳米管,CeO2纳米管平均外径约270 nm,内径约110 nm,管壁厚度约80 nm,长度>20μm,对其形成机理进行了分析。相对于CeO2纳米线、纳米带和CeO2颗粒,CeO2纳米管对罗丹明B的降解率有明显提高。