碳质与金属催化剂热催化裂解甲烷产氢研究进展

甲烷裂解制氢方法具有产氢纯度高和清洁无污染的特点,被认为是当前最有前景的制氢方法之一.现阶段甲烷裂解制氢的研究工作主要集中于制备活性与稳定性兼备的催化剂.我们综述了近年来甲烷裂解制氢反应中碳质催化剂和金属催化剂两大系列催化剂的研究进展,从载体、活性组分、助剂3个方法对目前催化剂裂解甲烷产氢性能的影响进行了系统分析,总结了反应机理和催化剂的失活与再生情况,在以上基础上对催化剂未来的发展趋势进行了展望.     

不同沉淀剂对Co3O4催化剂催化分解N2O活性的影响

采用了不同沉淀剂（K2 CO3、Na2 CO3、NaOH、NaHCO3）制备了一系列 Co3 O4氧化物催化剂。通过 XRD、XPS、BET、H2-TPR、O2-TPD 表征手段,探究了催化剂物相结构和氧化还原性能对 N2 O 催化分解性能的影响。研究表明,以 K2 CO3为沉淀剂制备的 Co3 O4催化剂具有优越的氧化还原性能。此外,较低结晶度有助于提高催化剂的催化性能,催化剂表面物种与其沉淀剂相关：丰富的表面 Co 物种促进催化活性,较多氧空位有利于催化剂表面的电子传递和氧气的脱附。以 K2 CO3为沉淀剂制备的 Co3 O4催化剂表现出最佳的 N2 O 催化分解活性,在450℃达到90％以上的转化率。     

氢氧化镁改性硅藻土处理含镉废水的研究

采用Mg(OH)_2对天然硅藻土进行改性,并应用于处理含Cd~(2+)废水。以等温吸附模型、吸附动力学模型与吸附热力学模型来剖析,结果证明吸附过程同时包含自发的、吸热的熵增加物理吸附,以及符合伪二阶动力学模型的化学吸附。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、N_2等温吸脱附曲线等分析手段进行表征,结果表明,改性材料具有粒径小、晶型好、结晶度高、分布比较均匀、孔道结构良好的特点。实验探索出p H值、底物浓度、吸附剂的投加量、温度以及吸附时间等主要参数对处理效果的影响,最佳条件下改性硅藻土对Cd~(2+)的去除率(90.2%)为原土的7.6倍。     

铈锆固溶体制备、表征及其催化分解甲硫醇(CH_3SH)研究

采用微波辅助柠檬酸络合法制备一系列不同铈锆比的铈锆固溶体,考察不同含量锆的掺杂对制备固溶体结构特性以及催化分解甲硫醇性能的影响。通过XRD,BET,Raman,XPS,H_2-TPR,CH_3SH-TPD等手段对其结构物化性能进行表征。表征结果显示:该制备方法成功合成铈锆固溶体且均保留立方萤石结构;锆的引入会导致合成固溶体的晶粒变小、晶格收缩,且晶格参数a随着锆引入量的增加而降低;同时,锆的添加仅仅导致物种缺陷的形成而不会产生更多的氧空位。此外,不同铈锆比固溶体催化分解甲硫醇活性实验结果表明:Ce_(0.75)Zr_(0.25)O_2氧复合物表现出最好的催化活性,之后随着锆的添加其催化性能呈现下降趋势。根据BET,XPS及H_2-TPR表征结果:在表面晶格氧相对含量相近的情况下,Ce_(0.75)Zr_(0.25)O_2因具有最大比表面积、最好的还原性能而表现出最佳的甲硫醇催化活性。最后,考察了Ce_(0.75)Zr_(0.25)O_2催化分解甲硫醇的产物分布情况,结合CH_3SH-TPD表征结果表明:铈锆固溶体催化分解甲硫醇的反应中,二甲基硫醚为中间产物且仅在低温区产生。     

HZSM-5,CeO_2,Al_2O_3应用于催化分解甲硫醇的比较研究

甲硫醇(CH_3SH)是一种常见的挥发性含硫有机物,其在空气中易转化形成有机气溶胶,导致大气光化学烟雾和雾霾等严重污染。因此,针对CH_3SH的有效脱除研究工作目前已成为我国严控硫污染和实现硫以及VOCs(挥发性有机化合物)减排工作中的新任务。系统研究并比较了HZSM-5,Ce O_2,Al_2O_33种催化剂应用于催化分解CH_3SH的降解行为,采用H_2-TPR,NH_3-TPD表征探讨了活性与稳定性之间的差异并进行了相应的分析,同时利用TG,Raman等表征解释了催化剂失活的原因并对其失活机制进行了简要的探究,得出催化剂酸性中心与氧空位是催化分解CH_3SH的活性中心,积碳和含硫物种是导致催化剂失活的主要原因。     

近/超临界水条件下生物质气化的研究进展

回顾了近/超临界水条件下生物质气化的研究进展。由于超临界水的特殊性能,同其他热化学气化相比,湿生物质不必干燥就可以直接与超临界水作用,生成的气体产物主要是H2、CO2、CO、CH4以及少量的C2H4和C2H6。讨论了温度、压力、停留时间、生物质浓度等影响因素对超临界水生物质气化的影响。高温、低生物质浓度有利于气化反应进行;与温度相比,压力对反应的影响要小得多。产气量随着停留时间或反应时间的增加而增加,到一定值后保持不变。催化剂和盐类的加入有利于气化,而酚类、蛋白质、氨基酸、硫对反应有抑制作用。文中,针对近临界和超临界水的特点,提出先对生物质进行近临界水气化,再进行超临界水气化,实现生物质高效气化的研究思路。     

气相色谱/质谱法测定水和沉积物中雄激素与孕激素

建立了气相色谱/质谱联用(GC-MS)技术同时测定水和沉积物中雄激素二氢睾酮、睾丸激素、雄烯二酮和孕激素孕酮的分析方法.分别确定了沉积物微波辅助萃取条件(萃取溶剂、萃取温度和萃取时间)和水样固相萃取条件(固相萃取柱、洗脱溶剂和水样pH值).结果表明:微波辅助萃取最优条件是乙酸乙酯为萃取溶剂,在120℃萃取15 min;以Oasis HLB为固相萃取柱,水样调节至pH4,采用乙酸乙酯为洗脱溶剂,固相萃取效果佳.以三甲基碘硅烷为催化剂,N-甲基-N-三甲基硅基三氟乙酰胺为衍生化试剂,将目标化合物分子结构上的羟基和酮基同步衍生化,并确定了衍生化过程的最佳反应温度为40℃,反应时间为20 min,满足了GC-MS分析该类物质的要求.水和沉积物中4种目标化合物检出限分别为0.1 ～ 0.5 ng/L和0.6 ～ 0.8ng/g,定量限分别为0.4 ～ 1.8 ng/L和1.9 ～2.6 ng/g,加标回收率分别为89.3％ ～ 101.4％和77.3％ ～92.1％,相对标准偏差(RSD)均小于9％.采用本方法对洱海水和沉积物样品进行了分析.     

P123软模板对CuO-CeO2结构及其CO催化氧化性能的影响

采用软模板水热法制备了不同Cu/Ce物质的量之比的CuO-CeO₂(n_Cu:n_Ce=1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3)催化剂。考察了n_Cu:n_Ce和制备方法(软模板水热法和无模板共沉淀法)对CuO-CeO₂催化剂低温催化氧化CO性能的影响,并采用XRD、N₂-吸附脱附、TEM、H₂-TPR和XPS等表征手段对催化剂的结构、氧化还原特性和表面化学状态等进行了分析。结果表明,随着nCu:nCe的增加,CuO-CeO₂催化剂的CO催化氧化活性先升高后降低。当n_Cu:n_Ce=5:5时,催化剂在100℃时CO转化率即达到90%以上。采用软模板水热法制备的CuO-CeO₂催化剂大的比表面积、狭窄的孔道分布结构、活性CuO物种高的分散状态和CuO与CeO₂之间存在强相互作用是其具有优异的CO催化氧化活性的主要原因。     

离子色谱法测定米线中甲醛次硫酸氢钠的含量

建立了测定米线中甲醛次硫酸氢钠(甲醛次硫酸氢钠)的离子色谱方法。样品采用0.03 mol/L的Na OH溶液提取,离子色谱分离,KOH淋洗液洗脱,电导检测器测定。结果表明:方法的线性范围为2.0~50.0μg/m L,检出限为0.007μg/m L,测定结果的相对标准偏差不大于2.72%(n=6),加标回收率为91.4%~110.7%。该方法前处理简单、样品稳定性好、准确度高,具有较高的实用价值。     

CeO2中氧空位形成、表征及其作用机制研究进展

Ce是一种用途十分广泛的稀土金属,其丰度也是稀土元素中最高的。其金属氧化物CeO₂由于具有优异的储放氧性能,其晶格中存在的大量氧空位可以直接作为活性位点,能够捕捉气相中的O₂,产生大量的活性氧物种,表现出良好的催化性能,在各催化体系中作为载体和活性组分被普遍使用。分别从CeO₂独特的氧空位性质,CeO₂氧空位的形成途径,氧空位的表征技术以及氧空位在催化反应中的作用等方面的最新研究进展进行了综述。最后对CeO₂氧空位在氧化还原、有机物污染降解等反应过程中的应用进行了总结和展望。