金属铁络合物光催化二氧化碳还原

二氧化碳(CO₂)光催化还原技术因兼具解决能源和全球变暖问题的潜力而受到关注。金属铁络合物作为分子型催化剂,具有价格低廉、量子效率高、结构可调控和选择性好等优势,表现出优异的CO₂光催化还原性能,成为CO₂光催化还原领域的研究热点。本文综述了近年来基于金属铁络合物光催化二氧化碳还原研究进展。介绍了铁金属络合物(如:铁卟啉、铁多吡啶、五齿铁配合物)CO₂均相光催化还原体系,总结了体系的构成以及作用机理等,着重关注了体系的催化效率和产物的选择性。此外,综述了以半导体纳米材料/量子点作为光敏剂,金属铁络合物作为催化剂的非均相催化体系的研究进展。最后,对该领域未来的研究方向和所面临的挑战做出展望。     

CoMo/TiO2-Al2O3HDS催化剂的氟里昂气相氟化改性研究

利用连续流动微反催化装置、XRD、吡啶吸附IR光谱和氮气吸附等方法研究了气相预氟化处理对MoCo/Al2O3-TiO2催化剂物化性能和噻吩加氢脱硫催化活性的影响.文章对0.5V%～8V%各种氟里昂浓度和200℃～450℃各种温度条件下氟化处理的样品进行了详细考察,发现在350℃下由含氟里昂1V%的湿空气氟化的载体并按常规法制备的催化剂样品,其噻吩的加氢脱硫活性有明显改善,相对于未氟化样品或BY-2工业催化剂提高20%～30%,且活性非常稳定.初步表征结果表明,氟里昂气相加氟优于氟盐溶液浸渍加氟,不破坏催化剂的结构,不降低催化剂的表面积.微量氟的引入在促进活性金属组分的分散和活性相的形成方面可能比酸性的影响更重要.     

光催化抗雾膜材料的制备及其亲水性研究

采用改进的Ｓｏｌ－Ｇｅｌ技术制备负载型复合光催化抗雾膜材料,ＡＥＳ和接触角测定等手段研究了膜厚度、热处理条件及光照条件等因素对材料亲水性的影响,光催化抗雾膜的亲水性受控于ＴｉＯ２的晶型和膜比表面,大比表面和高锐钛矿含量可降低膜对水的接触角,膜的厚度通过改变催化剂量和光利用率影响材料的亲水性。膜材料亲水性保持或恢复效果相当。     

纳米零价铁去除水体中砷的效能与机理

全球超过一亿人受到高毒性、难处理的砷污染引发的饮用水安全的威胁,解决砷污染问题迫在眉睫而又任重道远。纳米零价铁(nZVI)能高效去除重(类)金属、硝酸盐、磷酸盐、高氯酸盐、卤代物、多环芳烃、偶氮染料和苯酚等污染物,成为广泛应用的工程纳米材料之一,在全球已有近60例的环境原位修复和废水处理工程案例。其独特的纳米级核壳结构和表面性质使其能够通过吸附、还原和沉淀等多种作用高效去砷。本文综述了近年来nZVI及其改性材料去除水中砷的研究进展,探讨了nZVI去除水中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的反应机理,归纳了不同反应条件(初始pH值、反应时间、nZVI投加量、砷初始浓度、共存离子和有机质)对去除效果的影响,总结了nZVI改性材料(多孔材料负载改性nZVI、金属掺杂改性nZVI、表面稳定剂改性nZVI和绿色合成nZVI)对砷的去除效率,展望了纳米零价铁去除砷的发展方向和所面临的挑战。     

CoMo/TiO2-Al2O3催化剂的气相氟化改性

采用连续流动微型催化反应装置和氮气吸附等方法研究了气相预氟化和氟化铵溶液浸渍处理对CoMo/ TiO2-Al2O3噻吩加氢脱硫催化活性和物化性能的影响.通过对0.5 ％～7 ％ (φ)各种氟里昂浓度和473～773 K各种温度及不同时间氟化处理的样品进行详细考察,发现在623 K下由含氟里昂1％(φ)的湿空气氟化的载体制备的催化剂样品,其噻吩的加氢脱硫的活性有明显改善,相对于非氟化样品、BY-2工业催化剂以及氟化铵溶液浸渍处理的催化剂活性提高20％～30％,且非常稳定.初步表征还表明,氟里昂气相加氟与氟盐溶液浸渍加氟相比较,有不破坏催化剂结构和不降低催化剂比表面积的优点.     

纳米零价铁对水中砷和硒去除的比较研究

采用纳米零价铁去除水中的砷和硒,考察了不同溶解氧、纳米零价铁投加量、接触时间以及溶液初始pH值等条件下纳米零价铁去除水中砷和硒的效果,并比较了反应前后固体的形貌、组成、溶液pH值及反应机制.结果表明,纳米零价铁可广泛用于去除水中的砷/硒污染,去除效果顺序依次为Se（IV）> As（Ⅲ）> Se（VI）> As（V）;水中溶解氧（DO）对As（Ⅲ）和Se（IV）的去除没有显著的影响,而高浓度的DO对As（V）和Se（VI）的去除产生了一定的抑制作用;增加纳米零价铁投加量可促进砷和硒的去除;溶液初始pH值对纳米零价铁去除As（Ⅲ）,As（V）和Se（VI）的影响较大,而对Se（IV）的去除几乎没有影响;反应后固体的形貌、组成及溶液pH值存在差异.纳米零价铁与砷、硒反应机理的不同造成了去除效果及反应后固液两相的差异.     

Pt0.01Fe0.05-g-C3N4催化剂高效光热催化二氧化碳还原

光热催化是一种高效利用太阳光, 将二氧化碳转化为高价值产物的方法. 本工作以石墨相氮化碳为载体, 通过水热-浸渍两步法制备了负载铂、铁氧化物的石墨相氮化碳催化剂. 该催化剂具备优异的光热转换性能, 可实现7.36 mmol•h^-1•g_cat^-1的二氧化碳还原活性和97%的一氧化碳选择性. 使用X射线晶体衍射(XRD)、配备能量色散X射线谱(EDS)的球差校正扫描透射电子显微镜(Cs-S/TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(DRS)等表征手段从催化剂物相、微观结构、表面状态、光学性能等方面对催化剂进行了表征. 结果显示, 催化剂能吸收全谱太阳光, 且具备较高的载流子分离效率. 基于原位傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)表征结果, 提出了二氧化碳在催化剂表面的可能的反应机理, 并对铂在铁氧化物表面的氢溢流效应进行了表征. 结果表明二氧化碳和氢气分别在铁氧化物、铂位点被活化, 参与催化反应. 本工作对后续光热二氧化碳还原催化剂的设计、合成与机理研究具有一定的参考作用.