Cu-Ce复合浸渍型CWAO催化剂的研制

以Cu盐和Ce盐为原料、FSC为载体,以过量浸渍法制备负载型催化剂.用活性和稳定性作为催化剂的评价指标,通过CODCr去除率、脱色率及处理出水的金属溶出浓度分别表征催化剂的活性与稳定性.研究催化剂组分Cu与Ce的浸渍顺序、配比及焙烧温度对催化剂性能的影响,进而优化催化剂的制备条件.结果表明:Cu与Ce共浸渍所制备催化剂活性高稳定性强,其对水样的CODCr去除率和处理出水的Cu溶出浓度分别为83.9;、24.05mg/L; Cu与Ce的配比为1∶1时催化剂活性和稳定性均较高;Cu-Ce复合催化剂在550℃下取得了较高的活性和稳定性.SEM、XRD分析表征,催化剂活性组分在担体上分布均匀,活性组分主要以CuO、CeO2的形式存在.     

湿式氧化催化剂RuO2/γ-Al2O3的制备及降解苯酚的研究

采用浸渍法制备了4;质量分数的RuO2/γ-Al2O3催化剂,并利用XRD和SEM对催化剂进行了晶体结构表征.研究了催化剂制备的焙烧温度和时间、进水pH值和处理温度对RuO2/γ-Al2O3催化剂活性影响,并对其影响机制进行了初步探讨.结果表明,焙烧温度升高、焙烧时间延长会导致催化剂的活性组分RuO2的晶粒增长过大;在300℃经3h焙烧,形成的RuO2晶粒细小,苯酚溶液的COD(化学需氧量)去除率较高.在本研究的pH范围内,进水pH值为酸性时,COD去除率高于碱性时的COD去除率;当反应温度升高时,RuO2/γ-Al2O3催化剂降解苯酚的能力显著提高,且反应的诱导期明显缩短,当反应温度从150℃升高至180℃时,在进水pH值为5.6,反应2h后,此催化剂的COD去除率为96;以上.研究表明,RuO2/γ-Al2O3催化剂具有较好的活性和和稳定性.     

Cu-Fe-Ru-La/γ-Al2O3湿式氧化催化剂的制备、表征及机理

采用等量浸渍法以γ-Al2O3为载体,制备过渡金属Cu和Fe、贵金属Ru、稀土金属La的复合催化剂.采用催化湿式空气氧化法处理模拟印染废水,研究金属离子配比、焙烧温度对催化剂活性及稳定性的影响,并对催化剂CWAO反应机理进行探讨:权衡催化剂的活性和稳定性,催化剂的组分质量配比和焙烧温度分别为Cu∶ Fe∶ Ru∶ La=1∶1∶1∶3、450℃.对催化剂进行XRD、XPS、孔结构、FT-IR、TG-DTA、SEM、TEM表征,结果表明:焙烧使催化剂组成物质分解为氧化物,元素Cu、Fe、Ru、La分别以CuO、Fe2O3、RuO2、La2O3形式存在;焙烧温度升高,晶粒长大结晶趋于完整,催化剂孔容孔径增大但比表面积减小,晶粒尺寸分布在5～ 20 nm; Cu-Fe-Ru-La/γ-Al2O3催化剂使用前后结构无明显变化且反应后溶出的金属浓度低,催化剂具有较高的稳定性.     

湿式氧化催化剂RuO2／γ—A12O3的制备及降解苯酚的研究

采用浸渍法制备了4％质量分数的RuO2／γ-Al2O3催化剂，并利用XRD和SEM对催化剂进行了晶体结构表征。研究了催化剂制备的焙烧温度和时间、进水pH值和处理温度对RuO2／γ-Al2O3催化剂活性影响，并对其影响机制进行了初步探讨。结果表明，焙烧温度升高、焙烧时间延长会导致催化剂的活性组分RuO2的晶粒增长过大；在300℃经3h焙烧，形成的RuO2晶粒细小，苯酚溶液的COD(化学需氧量)去除率较高。在本研究的pH范围内，进水pH值为酸性时，COD去除率高于碱性时的COD去除率；当反应温度升高时，RuO2／γ-Al2O3催化剂降解苯酚的能力显著提高，且反应的诱导期明显缩短，当反应温度从150℃升高至180℃时，在进水pH值为5．6，反应2h后，此催化剂的COD去除率为96％以上。研究表明，RuO2／γ-Al2O3催化剂具有较好的活性和和稳定性。     

焙烧温度对Fe/γ-Al2O3催化剂去除苯酚模拟废水COD的影响

利用浸渍法制备了Fe/γ-Al2O3催化剂。考察了催化剂中Fe含量,催化剂焙烧温度对苯酚废水COD去除率的影响。发现300℃焙烧的Fe0.01/γ-Al2O3催化剂对苯酚废水的COD去除率最高,在反应温度为30℃,pH为3,加入100μL H2O2时,反应1 h后COD去除率约为65%。同时,采用N2物理吸附,XRD以及SEM等技术手段考察了催化剂的性质及其表面形貌。结果表明:300℃焙烧的催化剂中含有AlO(OH)。对于活性组分含量相同的催化剂而言,AlO(OH)的存在有助于苯酚废水COD去除率的提高。同时,焙烧温度的增加,催化剂表面会发生烧结,比表面积下降,催化剂活性降低。     

ZnWO4-ZnO复合光催化剂的制备及光催化性能

以ZnO及WO3为前驱反应物,制备了一系列不同ZnWO4含量的ZnWO4-ZnO复合光催化剂.利用X射线衍射、扫描电子显微镜及X射线能谱仪等手段对催化剂进行表征,并以紫外光为光源,罗丹明B为模拟污染物,评价催化剂的活性.结果表明,热处理温度及ZnWO4与ZnO摩尔比对催化剂光催化降解罗丹明B的活性影响显著.当复合4mol;ZnWO4,并于850 ℃煅烧所制得的ZnWO4-ZnO催化剂活性最高,比纯ZnO高出25;.这是因为ZnWO4的复合可抑制ZnO晶粒长大,提高光生电子与空穴的分离效率,进而改善其光催化活性.     

金属组分负载量对复合催化剂湿式氧化性能的影响

采用浸渍法制备Cu-Fe-Pt-La/γ-Al2O3催化剂,通过催化湿式氧化法处理垃圾渗滤液,以COD去除率、浊度去除率和反应后垃圾液中金属溶出量为指标,评估催化剂金属组分负载量对其活性和稳定性的影响,并对催化剂结构进行表征.结果表明,催化剂的活性和金属溶出量均随着负载量的增大而增加,0.7 mol/L为适宜的金属组分负载量,此催化剂属于介孔结构,表面颗粒分布均匀,且在循环应用中活性稳定.     

催化剂焙烧温度和乙炔焰温度对火焰法催化裂解乙烯制备碳纳米管的影响

研究了600℃/700℃/800 ℃/900℃/1000℃五组催化剂焙烧温度和980℃/1050℃/1100℃三组乙炔火焰温度变化对火焰法催化裂解乙烯制备碳纳米管的影响.发现不同的催化剂焙烧温度和乙炔焰温度对合成产物影响突出,两者均存在致使产量最大的温度工况,但在产物准直度和管径均匀度等方面有些工况的表现较佳.     

催化剂焙烧温度对热解火焰法合成碳纳米管的影响

为了探讨在制备Fe/Mo/Al2O3载体载入式催化剂过程中的焙烧温度对实验产物的影响,在热解火焰法中,以CO为碳源,设计了6组实验工况,对不同焙烧温度的合成产物碳纳米管进行对比分析,实验产物的形貌与特征用扫描电镜和拉曼光谱表征.分析表明,在本组实验条件下,催化剂焙烧温度为800～1000℃时,可以使催化剂颗粒尺寸更小,分散性更好,催化活性更高,实验合成的碳纳米管以多壁碳纳米管为主,产量较多,质量较佳,焙烧温度为900 ℃附近时,合成了高质量的单壁碳纳米管.     

羟基磷灰石/活性炭复合吸附剂的制备及其除氟性能研究

采用羟基磷灰石(HAP)和活性炭(AC)共混,经过活化烧结制得HAP/AC复合吸附剂.考察了HAP/AC质量比、聚乙烯醇(PVA)浓度、焙烧时间和焙烧温度等因素对吸附剂去除水中氟离子的影响.实验结果表明:HAP/AC质量比为4∶1、PVA浓度3wt;、焙烧温度350 ℃、焙烧时间3.5 h,吸附剂对氟离子的去除效率达到最大值为70.69;.将HAP/AC复合吸附剂用于对模拟含氟废水的吸附研究,通过静态吸附实验和动态柱吸附实验考察了吸附剂对模拟含氟废水的吸附性能,对其吸附机理进行了探讨.结果表明Langmuir等温吸附模型更优于Freundlich模型,且吸附剂对氟离子的吸附主要以表面单分子层吸附为主,吸附过程中具有离子交换能力的活性中心起主导作用.最后将HAP/AC复合吸附剂应用于地氟病区实际含氟废水的处理,以探讨其实际运用的可行性.     

热处理对共沉淀法制备YAG纳米粉体性能的影响

以Al(NO3)3和Y(NO3)3为原料,采用共沉淀法制备出粒度大小为60～100nm,颗粒呈球形的纯相YAG纳米粉.研究了前驱物在不同条件下热处理对YAG纳米粉体性能的影响,并对前驱物在焙烧过程中的物相变化进行了观察,发现延长前驱物在低温下的干燥时间会导致晶粒尺寸增大,而采用在晶化温度前后分别进行保温的方法可在较低的温度获得纯相的YAG粉体.对比了焙烧温度和保温时间对产物粒度的影响,结果表明:在保证粉体晶化完全的前提下,升高焙烧温度比延长保温时间对晶粒尺寸有更显著的影响.     

Effects of ion exchange and calcinations on the structure and photocatalytic activity of hydrothermally prepared titanate nanotubes

Titanate nanotubes (TiNTs) were prepared by alkaline hydrothermal processing. The TiNTs are thermodynamically unstable and easily transformed to the titania phase by heat or acid treatment. These phase transformations are affected by the preparation conditions. In this study, we investigated the effects of using the washing process to modify the sodium content of the TiNTs. After an alkaline hydrothermal process was used to prepare the TiNTs, the resulting suspensions were washed with weak acid solution and distilled water until the pH value of the wash solution reached approximately 1 or 7, and the products were identified as H‐TiNTs or Na‐TiNTs, respectively. The characteristics and photocatalytic activities of the H‐TiNTs and Na‐TiNTs were compared for various calcination temperatures. The H‐TiNTs were transformed completely to anatase‐type TiO₂ by dehydration during calcination, while the crystallinity of the Na‐TiNTs increased with calcination temperature. However, the photocatalytic H₂ production rates on calcined H‐TiNTs were much higher than on Na‐TiNTs, which could be attributed to the crystalline anatase phase.     

Effect of calcination temperature on the textural properties of 3 mol% yttria-stabilized zirconia powders

Zirconia-based ceramics have been commonly used in many different technological fields. This kind of materials have consequently received a great deal of attention. The main goal of this study was to investigate the effect of the calcination temperature on the morphological and textural properties of 3 mol% yttria-stabilized zirconia powders (3YSZ). Scanning electronic microscopy (SEM), nitrogen adsorption isotherms, thermogravimetry-differential scanning calorimetry (TG-DSC), X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy have been used with such an aim. Once the 3YSZ powders were dried at 100 °C they were subjected to calcination at 300, 500 or 700 °C. The calcination temperature noticeably influences the surface and textural properties of the 3YSZ powders. Textural parameters appear to be closely related to the removal of the alcohol used in the sol-gel synthesis procedure. The largest values of specific surface area and pore volumes correspond to samples prepared at 100 and 500 °C (i.e., 161 and 62 m²/g). In the first case, this fact is attributable to the removal of residual water and alcohol occluded within the powder particles whereas in the second case it may be due to the elimination of gases produced during the calcination stage.     

燃烧法合成Y掺杂改性的γ-Al2 O3及其表征

以硝酸铝为氧化剂,甘氨酸作为还原剂,添加氧化钇作为改性剂,采用燃烧法合成了改性的纳米γ-Al2 O3粉体。研究了改性剂的添加量,煅烧温度,煅烧时间等工艺参数对产物的影响。以甘氨酸作为还原剂,氧化钇和硝酸铝的摩尔比为0.07∶1,煅烧温度950℃,煅烧时间4 h 的条件下制得最佳产物。对产物进行 X 射线衍射分析( XRD)、傅里叶红外光谱仪( FTIR Spectrometer)、扫描电镜分析( SEM)和比表面积分析,结果表明所得产物表面积较大,具有表面弱酸性,作为催化剂载体可以提高其表面的贵金属分散度和催化剂的抗积碳能力。     

A novel approach for the synthesis of monodispersed porous silica microspheres with high surface area

Monodispersed porous silica microspheres are synthesized by the hydrolysis and condensation of tetraethoxysilane (TEOS) in a water–ethanol mixed solution containing 1-alkylamine as a template and hydrolysis catalyst. The as-prepared products were characterized with scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), small angle X-ray diffraction (SAXRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and nitrogen adsorption, respectively. It was found that the alkyl chain length of 1-alkylamine and calcination temperature have an obvious influence on the particle size, morphology, specific surface area and pore structure of the as-prepared silica powder. The specific surface area, porosity and pore volume increased with increasing calcination temperature. Further observation showed that at 600 °C, with increasing the alkyl chain length of template from C₁₂ to C₁₈, the specific surface area decreased and the pore size, porosity and pore volume increased. This research may provide new insight into the control of morphology and pore structures of oxide materials.     

煅烧温度对溶胶-凝胶合成BCZT纳米粉体的影响

针对传统固相反应法制备粉体存在的成分偏离和引入杂质等问题,采用溶胶-凝胶方法合成了0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3) TiO3(BCZT)无铅纳米粉体,主要研究了煅烧温度对其结构和形貌的影响.TG-DSC、XRD、SEM、TEM、FTIR等测试结果表明:在900～1100℃的温度范围内,溶胶-凝胶合成的BCZT粉体表现为单一的立方相结构;随着煅烧温度的升高,粉体的结晶性逐渐增强,颗粒尺寸增大;适宜的粉体煅烧温度为900,与传统固相反应法相比可降低约400℃;在此煅烧温度下得到的BCZT粉体粒径均匀,尺寸约50 ～ 60 nm,结晶良好,成分均匀.     

NiTiO3纳米晶的溶胶-凝胶制备工艺研究

以无机镍盐和钛酸四丁酯为起始原料,采用溶胶-凝胶法制备了NiTiO3纳米晶.采用X射线衍射(XRD)、综合热分析仪(DSC/TG)以及透射电镜(TEM)对制备的纳米晶进行了测试和表征.研究了不同镍源、后处理温度对钛酸镍纳米晶相组成以及显微结构的影响.结果表明:以硝酸镍为起始原料更易获得单一物相的NiTiO3纳米晶;以硝酸镍为原料,乙醇为溶剂,n(柠檬酸):n(Ni2++Ti4+)=1:1,后处理温度为700 ℃为制备NiTiO3纳米晶的最佳工艺条件.由谢乐公式推算得出NiTiO3晶粒生长符合Brook关系式,计算得到晶粒生长活化能为Ea=43.07 kJ/mol.     

一维TiO2纳米管光催化降解气相苯的动力学研究

采用水热法制备出一维TiO₂纳米管,并将其应用于光催化降解气相苯。探讨了TiO₂用量、TiO₂面积、苯的初始浓度等因素对光催化性能的影响,并研究其降解动力学规律。结果表明,催化剂用量为0.5 g,面积为180 cm²,苯的初始浓度为480 mg/m³时,苯的去除率最高可达66%。并且随着催化剂用量和面积的增加,气相苯的降解率均随之升高,但其影响却逐渐减弱。而气相苯的初始浓度对光催化降解率的影响较大,且其过程符合拟一级动力学规律,可用L-H模型描述,并确定其反应方程为r=0.003 8C_t/(1+0.587C_t)。