焙烧温度对Mn/Al2O3-TiO2催化剂结构及氧化NO性能的影响

采用溶胶凝胶法和浸渍法制备10%Mn/Al_2O_3-TiO_2催化剂,借助TPO、XRD、O_2-TPD、Raman、XPS等手段,考察焙烧温度(450~650℃)对催化剂结构以及氧化NO性能的影响。TPO结果表明催化剂活性随焙烧温度的升高先增后减,其中焙烧温度为550℃时催化剂活性最好。XPS结果显示随着焙烧温度的升高(450~550℃),催化剂表面Mn~(3+)的含量逐渐升高,与催化剂活性的强弱成对应关系,并且催化剂晶格氧含量下降,而表面化学吸附氧从40.9%增加到64.8%。Raman分析显示550℃焙烧时,催化剂表面存在丰富的Mn_2O_3活性物种,并且O_2-TPD分析也表明随着焙烧温度的升高,晶格氧向表面化学吸附氧流动,提高了化学吸附态氧物种的含量。这些结果表明Mn_2O_3可能是NO氧化起主要作用的活性Mn物种,释放更多的表面化学吸附氧物种,将有助于促进NO的催化氧化。     

不同煅烧温度制备的n-p型CeO_2/BiOBr光催化性能研究

采用微乳法制备了n-p型CeO_2/BiOBr异质结,其中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)既作为Br源,又作为"桥"使CTA~+修饰在CeO_2表面形成了稳定的油包水微乳体系.利用XRD、SEM、HRTEM、UV-Vis DRS、BET、XPS等对样品进行结构、形貌和光学性质进行表征,并对复合光催化剂进行了可见光下降解甲基橙(MO)的光催化活性研究.考察了不同煅烧温度对合成CeO_2/BiOBr的影响.结果表明:CeO_2/BiOBr异质结相比于单体CeO_2和BiOBr来说,它的光响应范围大大增加,在可见光下降解MO具有更高的光催化活性.450℃下煅烧可使MO达到最佳的降解率,而高温则会使催化剂发生烧结.机理研究表明,在CeO_2与BiOBr复合体中,使有机物矿化的主要为CeO_2价带上的光生空穴.CeO_2/BiOBr催化活性增强主要是由于在CeO_2与BiOBr之间形成了n-p型的异质结.     

焙烧方法和焙烧条件对纳米Au/HZSM-5催化剂金粒径和催化性能的影响

采用负压沉积沉淀法制备了纳米Au/HZSM-5催化剂前体,研究了深床焙烧和等离子体焙烧两种方法,以及焙烧温度和焙烧气氛对催化剂中纳米金粒径和催化性能的影响,并采用ICP、TEM、XRD、UV-vis、XPS等表征方法对催化剂金粒子进行了物化性能表征,采用合成气羰基化制乙酸甲酯反应表征催化性能。结果表明,不同焙烧方法和不同焙烧温度及气氛对负载型纳米Au/HZSM-5催化剂中金粒径、形貌、物化性质和催化性能有明显影响。其中,以等离子体焙烧方法在500℃氮气气氛下制备的纳米1.86%Au/HZSM-5催化剂中的金粒径最小,为2-5 nm。用于催化合成气羰基化制乙酸甲酯反应,原料中CO的转化率为67%,乙酸甲酯选择性可达78%。     

焙烧温度对柴油车氧化催化剂Pt-Pd-（x）ZrO2/Ce0.3Zr0.7O2-Al2O3性能的影响

制备了氧化铝、铈锆固溶体复合氧化物负载铂、钯的双金属催化剂Pt-Pd/ Ce0.3Zr0.7O2-Al2O3,并添加3% ZrO2助剂改性,用于柴油车尾气中CO、HC和NO的催化氧化,其中贵金属负载量仅为0.68 wt%。考察了制备过程中焙烧温度对催化剂性能的影响。催化剂活性评价结果表明,与未添加ZrO2的催化剂比较。添加ZrO2明显提高了催化剂的低温氧化活性,而且焙烧温度对催化剂的氧化性能有较大影响。焙烧温度为800 ?C时,CO和C3H6的起燃温度最低,分别为168、189 ?C,焙烧温度为700 ?C时,NO转化为NO2的转化率最高,最大转化率为36%,具有较好的热稳定性。通过XRD、N2吸附-脱附、CO化学吸附、XPS、H2-TPR等表征手段考察了催化剂物理化学性质随焙烧温度的变化情况,并分析了与催化剂活性之间的关系,得到贵金属分散度、表面化学吸附氧含量、催化剂的还原性质对氧化性能有重要影响,发挥协同作用。进而可以通过优化焙烧温度提升柴油车氧化催化剂性能,对提高工业应用柴油车尾气后处理系统的净化效率有重要意义。     

高温煅烧Mo改性的Fe／MgO催化剂用于制备管径分布均一的单壁碳纳米管

研究了在以甲烷化学气相沉积法制备单壁碳纳米管的过程中高温煅烧预处理(900℃煅烧10h)对Mo改性Fe/MgO催化剂的作用.发现这种预处理有利于Fe在催化剂中的稳定和分散,从而制备出管径均一的单壁碳纳米管.采用能谱元素分析、高分辨透射电镜、X射线衍射、比表面积测量、拉曼光谱和热重分析对样品进行了表征.结果表明,在碳纳米管生长的过程中,铁元素在催化剂表面富集,单壁碳纳米管生长于富集铁的纳米颗粒上,并存在碳管直径与铁颗粒尺寸的依赖关系.Mo存在时可煅烧形成FeMoO4复合氧化物,后者比MgFe2O4相更加稳定.Mo/Fe比例对提高单壁碳纳米管的生长密度、纯度与管径均一性等均有明显影响.上述研究对进一步精确控制制备单壁碳纳米管有重要意义.     

PtOxCly(OH)z(H2O)n Complexes under Oxidative and Reductive Conditions: Impact of the Level of Theory on Thermodynamic Stabilities

Platinum-based catalysts with Cl⁻, OH⁻, O²⁻ and H₂O ligands, are involved in many industrial processes. Their final chemical properties are impacted by calcination and reduction applied during the preparation and activation steps. We investigate their stability under these reactive conditions with density functional theory (DFT). We benchmark various functionals (PBE-dDsC, optPBE, B3LYP, HSE06, PBE0, TPSS, RTPSS and SCAN) against ACFDT-RPA. PBE-dDsC is well adapted, although hybrid functionals are more accurate for redox reactions. Thermodynamic phase diagrams are determined by computing the chemical potential of the species as a function of temperature and partial pressures of H₂O, HCl, O₂ and H₂. The stability and nature of the Pt species are highly sensitive to the activation conditions. Under O₂, high temperatures favour PtO₂ while under H₂, platinum is easily reduced to Pt(0). Chlorine modifies the coordination sphere of platinum during calcination by stabilizing PtCl₄ and shifts the reduction of platinum to higher temperatures under H₂.     

载体焙烧温度对CuO/CeO2-MnOx催化剂富氢条件下CO氧化性能的影响

以共沉淀法制备了CeO2-MnOx复合金属氧化物,考察了其焙烧温度对Cu/CeO2-MnOx催化剂富氢条件下CO氧化性能的影响,并运用XRD、BET、TPR和TPD等手段对样品进行了表征。结果表明,载体的焙烧温度对CuO/CeO2-MnOx催化剂的结构性质、还原性能及催化活性有一定的影响。当CeO2-MnOx500℃焙烧时,CuO/CeO2-MOx催化剂表现出最好的活性,与CeO2-MnOx部分固溶体的形成、CeO2与MnOx之间较强的相互作用、其表面较大量的高分散CuxO物种及较大的CO吸附量有关。     

MoO3/C-N复合材料的制备条件对其结构及催化性能的影响

利用直接热插入法制备了MoO₃/十二烷基胺(DDA)插层复合材料并对其进行煅烧处理制备了MoO₃/C-N复合材料. 研究了不同的煅烧条件对该复合材料的结构、组分及形貌的影响, 结果表明在400～800 ℃之间进行煅烧, MoO₃/C-N复合材料的晶态结构发生了有序-无序-有序的变化, 部分Mo的价态由+6降到+4或+2. 当煅烧温度低于600 ℃时, 主要是MoO₃层间十二烷基胺的碳化反应, MoO₃的层状结构仍然存在, 但层间距变小. 当煅烧温度高于600 ℃时, MoO₃与C发生氧化还原反应生成Mo₂C, MoO₃的层状结构被破坏. 在600 ℃煅烧处理时, 随着煅烧时间的延长, 有MoO₂晶体产生. 煅烧升温速率对复合材料的结构影响不大. 将不同煅烧条件制备的MoO₃/C-N复合材料应用于苯甲醇制备苯甲醛的催化研究, 结果发现600 ℃煅烧2 h处理得到的MoO₃/C-N复合材料的催化效果最好, 产物选择性单一, 苯甲醛产率达30%, 比未插层的MoO₃(8%)提高了近4倍, 且该催化剂可多次重复使用.     

预烧温度对La0.67Ca0.33MnO3陶瓷结构及电学性能的影响

采用溶胶-凝胶法成功制备了La0.67Ca0.33MnO3粉末,并通过改变预烧温度获取电学性能优异的陶瓷.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、四探针法对不同预烧温度处理后的La0.67Ca0.33MnO3陶瓷的物相、结构、微观形貌和电学性能进行测试,分析预烧温度对材料的晶粒尺寸和电学性能的影响,从而摸索出最佳预烧温度.实验结果表明:样品的结晶性能好物相纯,随着预烧温度的增加,晶粒尺寸、致密度、收缩率和电阻温度系数(TCR)在不断减小,电阻率先减小后增加.在300℃预烧,1450℃烧结得到的样品具有较高的TCR值达到了40.8;·K-1.     

Al掺杂6H-SiC的磁性研究与理论计算

d~0铁磁性SiC被认为是自旋电子学领域的关键材料之一,受到广泛关注.本文采用氩气气氛保护的共烧掺杂方法制备具有d~0铁磁性的Al掺杂6H-SiC粉体.氩气气氛能有效抑制SiC在高温下的分解,保护Al的有效掺入.所制备的粉体磁滞回线明显,矫顽力大,饱和磁矩达到0.07 emu/g.随着煅烧温度的升高,粉体从原来的抗磁性逐渐转变为铁磁性,当温度进一步升高至2200℃以上时,粉体重新表现为抗磁性.采用第一性原理计算了其磁性的来源,并分析其净自旋在正空间中的分布情况.计算表明,Al原子与空位的共同作用产生了1.0μB的局域磁矩,且其在c轴方向具有较稳定磁耦合作用.Al掺杂6H-SiC粉体的磁性主要来自于C原子的p轨道电子.