NO-2离子的光催化反应研究(Ⅱ)

研究了NO2-离子在TiO2表面的光催化反应.结果表明,体系pH值升高及Cr(Ⅵ),Cl-,SO42-离子的加入均对NO2-离子在TiO2表面的暗态吸附产生抑制作用,而NO2-在TiO2表面的光照反应转化率则随pH值的升高出现先减小后增大的总体变化趋势.SO42-对反应具有明显的协同作用.Cr(Ⅵ)在强酸性条件下促进反应,pH＞5时则抑制反应进行.Cl-对反应具有一定的抑制作用,但与Cr(Ⅵ)共存时,二者对反应的抑制作用明显减弱.该反应具有比较特别的动力学规律,反应为零级反应,但反应速率却与NO2-的初始浓度相关.     

TiO2薄膜光催化气相甲醇制氢

 在气相连续流动装置中以TiO2薄膜为光催化剂，对甲醇的脱氢反应进行了研究．考察了空速、光照时间和反应温度对甲醇转化率的影响以及产氢量与添加的水蒸气量和甲醇浓度的关系，并将TiO2薄膜催化剂的光催化活性与TiO2纳米粉体催化剂进行了比较．反应动力学研究表明，光催化甲醇脱氢反应为一级反应，其活化能为8．64kJ／mol．探讨了该反应的机理．     

可见光照射下丙炔光催化水解反应的研究 Ⅱ．钒离子对二氧化钛催化性能的影响

 研究了几种不同粒径的TiO2在CH3CCH和H2O的光催化反应中的催化活性．结果表明,利用离子注入法可以拓展纳米TiO2催化剂的光吸收区域,使其吸收带向可见光方向偏移,且偏移程度随着TiO2粒径的增大而增大;特别是注入V离子使TiO2催化剂在可见光区域具有光催化活性．V离子注入后,TiO2催化剂在紫外区域的光催化活性没有下降,但在可见光区域的光催化活性有所提高．在五种光催化剂中,具有中等粒径大小的P－25注入V离子后表现出最高的光催化活性．在太阳光直接照射下,这些光催化剂也具有较高的催化活性．     

2,4，6-三硝基甲苯的光催化降解

在模拟日光下利用Pt／TiO2光催化剂对水中2,4,6-三硝基甲苯（TNT,梯恩梯）进行了光催化降解,在有催化剂存在时,TNT的破坏更快更彻底,其降解遵循一级反应动力学．TNT分子上的硝基部分转化为硝酸根离子和亚硝酸根离子．Pt／TiO2光催化剂加速了亚硝酸根离子向硝酸根离子的氧化,在2．5h内,终产物硝酸根离子的含量比没有催化剂时提高了32.3倍．     

TiO2薄膜光催化臭氧化邻苯二酚

 研究了用碳黑改性的TiO2薄膜催化剂光催化氧化邻苯二酚的反应．结果表明，臭氧投加量对邻苯二酚的降解和总有机碳（TOC）的去除有重要影响，与光催化氧化（TiO2／UV／O2）、单独臭氧化（O3）和光助臭氧化（UV／O3）过程相比，邻苯二酚光催化臭氧化（TiO2／UV／O3）过程能明显增大TOC的去除率．动力学研究表明，邻苯二酚完全氧化过程遵循零级反应，TOC的降解仅取决于臭氧或氧气的浓度而与邻苯二酚的浓度无关；邻苯二酚在TiO2／UV／O3作用下完全氧化的速率常数是UV／O3作用下的1．32～1．80倍（在相同的臭氧浓度下），是TiO2／UV／O2作用下最大速率常数的2．56～5．36倍，是UV／O2作用下最大速\r\n率常数的5．47～11．4倍．     

Pt/TiO2光催化分解甲酸制氢反应的原位红外光谱研究

用原位红外光谱研究了无氧条件下Pt/TiO2光催化甲酸制氢反应机理.结果表明,物理吸附的甲酸物种在光催化反应过程中向甲酸根离子转化,而甲酸根离子则逐渐向碳酸盐物种转化.水蒸气的添加显著促进了甲酸在Pt/TiO2上光催化反应的进行,并提高了产氢效率.提出了该光催化反应的可能机理.     

光催化降解污染物制氢反应与原位红外表征

研究了在Pt/TiO2悬浮体系中单组分和双组分污染物为电子给体光催化分解水制氢反应. 比较了污染物甲醛、甲酸和草酸为电子给体光催化放氢反应效率，发现其活性为：草酸 >甲酸 >甲醛.原位ATR（衰减全反射）红外研究结果表明，光催化放氢活性与污染物吸附特性有关.还研究了草酸与甲酸双组分污染物体系的光解水放氢和污染物降解动力学，发现总的放氢和污染物降解速率与污染物组分在TiO2表面的吸附强度和溶液浓度有关.污染物在TiO2表面的竞争吸附决定了反应动力学.原位ATR-IR方法研究双组分混合物体系的吸附，直观地证实了上述结果.     

复合光催化剂Er2O3/TiO2的制备及其性能的研究

以钛酸丁酯和Er2O3为原料，无水乙醇为溶剂，硝酸为抑制剂，采用溶胶．凝胶法制备了Er2O3／TiO2复合催化剂，利用XRD对其进行了表征。讨论了Er2O3的添加量、热处理温度和时间对Er2O3／TiO2活性的影响；研究了溶液pH值、溶液浓度、光照时间等对Er2O3／TiO2光催化降解酸性红B的影响，以30W 365nm紫外灯为光源光照2-3h，酸性红B的光催化降解率达96％以上。Er2O3／TiO2光催化降解酸红性B的反应符合一级反应动力学。     

微波助离子液体中纳米TiO2／PMMA复合材料的制备及光催化性能

微波加热法合成离子液体[Bmim]BF4,并以该离子液体为反应介质,在微波辐射条件下制备纳米TiO2/PMMA复合材料.用XRD,IR和TG对该复合材料进行测试和表征;并在高压汞灯下用甲基橙溶液对其进行光催化降解性能测试.结果表明,制备TiO2/PMMA复合材料的最佳条件是:离子液体1.7mL,钛酸丁酯与MMA的体积比为3.4∶1.0,微波辐射功率600W、反应温度70℃、反应时间35min.并且用[Bmim]BF4作为反应介质,能够显著提高TiO2/PMMA复合材料的光催化活性,所制备的TiO2/PMMA复合材料不需要经过高温煅烧,就表现出极高的光催化活性;TiO2负载PMMA后,复合材料的光催化活性得到了进一步的改善.该复合材料对甲基橙的降解率在1.5h就可达到98.4%,其活性明显优于未负载的纳米TiO2催化剂.     

金属组分对TiO2光催化氧化NO-2反应的影响

亚硝酸根离子;金属组分对TiO2光催化氧化NO-2反应的影响     

TiO2负载Pt对光催化去除低浓度NO性能的影响

以溶胶-凝胶法以及湿式浸渍法制备了Pt/TiO2催化剂,采用了XRD、BET、UV-vis、TEM、XPS等方法进行表征,并进行了对NO的催化氧化性能测试.结果表明铂的负载能显著提高TiO2光催化剂对NO的氧化转化能力和去除率.0.5%Pt/TiO2对NO的氧化率与去除率分别为45.0%和38.1%,与纯锐钛矿TiO2(13.6%,10.7%)相比,氧化效率提高3.3倍,去除效率提高3.6倍.通过比较不同方法制备的负载Pt催化剂的活性,初步讨论了催化剂表面发生的反应机理:铂氧化物以及催化剂表面吸附的O2分子通过与光生电子和光生空穴结合,产生了强氧化性自由基,将NO氧化得到NO2.     

高效一体化脱硫脱硝催化剂

热电厂燃煤锅炉排放的烟道气中含有 SO2、 NO等有害气体 ,它们是大气污染的主要污染源之一 ,其对自然生态、环境的破坏及造成的巨大经济损失已毋庸置疑 .因此国内外投入大量人力财力开展消除 SO2和 NO的研究 .NO的消除 (deNO_x)已开发成功用 NH3为还原剂的选择催化还原过程 (简称 SCR过程 ),在德日等国家已实现了工业化 .消除 SO2(deSO_x)工业上采用石灰乳喷射吸收法 .现在国外兴起所谓 deSO_x- deNO_x一体化方案 ,实际上它只是 deSO_x过程和 deNO_x过程的简单组合 .例如石灰乳吸收法和 SCRdeNO_x法的组合, SCRdeNO_x和…     

钛铝载体的合成及负载CuO对NO催化性能研究

以TiCl4为原料合成了TiO2/[[alpha]]-Al2O3载体. 在色谱-微反流动法反应装置上考察了CuO/15%(w, 下同)TiO2/[alpha]-Al2O3系列催化剂对NO+CO 的反应性能. 结果表明上述催化剂对NO+CO 反应表现出较好的活性, 其中12%CuO/15%TiO2/[alpha]-Al2O3反应活性最佳. 空气和H2 预处理后, NO 完全转化的温度分别为300C[[deg]]和275C[deg].通过H2-TPR、XRD 和FT-IR 等技术表征, 发现适量TiO2能促进CuO 在钛铝载体上的分散. TPR 结果显示12%CuO/15%TiO2/[alpha]-Al2O3在整个TPR 过程中出现四个还原峰, 琢和酌还原峰分别是钛铝载体表面裸露的TiO2上高度分散的CuO 和晶相CuO 的还原；茁和啄还原峰为钛铝载体上高度分散的CuO 和晶相CuO 的还原. FT-IR实验表明NO和CO 在经H2气氛预处理的催化剂表面上吸附较强, 且生成了N2O 和NO2等物种；NO+CO混合气在经空气和H2预处理的催化剂表面吸附时, 出现了N2O吸收峰, 峰温分别为200C[deg]和150C[deg].     

Effects of Carrier on CuO／TiO2 and CuO／Ti0.5Zr0.5O2 Catalysts in the NO＋CO Reaction

Using TiO2 and Ti0.5Zr0.5O2 as carriers, the CuO/TiO2 and CuO/Ti0.5Zr0.5O2 catalysts were prepared by the impregnation method with Cu(NO3)2 as active component. The catalytic activities in NO CO reaction were investigated using a microreactor-GC system, and structure and reducibility of catalysts were characterized by means of physical adsorption, TPR, XRD, NO-TPD technologies. It was found that the activity of CuO/Ti0.5Zr0.5O2 catalyst was higher than that of CuO/TiO2, probably due to the large specific surface area of Ti0.5Zr0.5O2 that played an important role in NO CO reaction.     

V2O5-CeO2/TiO2催化剂上低温氨选择性催化还原NO的性能

考察了V2O5-CeO2/TiO2催化剂中V、Ce活性组分的担载量和焙烧温度对催化剂低温催化还原NO活性的影响及其在单独SO2、H2O和两者共存气氛下的抗毒化性能。结果表明,焙烧温度400℃下制备的5V30Ce/TiO2催化剂具有良好的低温催化还原NO活性,空速为10000h-1,165℃时NO转化率达99.2%;500℃以下低焙烧温度时,添加的Ce不与V相互作用,在催化剂表面主要以CeO2形式存在,有利于增大催化剂比表面积,增强V2O5在催化剂上的分散度,提高催化活性。而在500℃以上较高焙烧温度下,Ce与V会形成CeVO4,对活性提高不利。催化剂具有良好的低温抗水中毒性能,但受SO2毒化作用明显,其在SO2、H2O共存气氛下中毒程度较单独SO2下浅。     

In-situ UV-Raman study on soot combustion over TiO_2 or ZrO_2-supported vanadium oxide catalysts

UV-Raman spectroscopy was used to study the molecular structures of TiO2 or ZrO2-supported vana-dium oxide catalysts.The real time reaction status of soot combustion over these catalysts was de-tected by in-situ UV-Raman spectroscopy.The results indicate that TiO2 undergoes a crystalline phase transformation from anatase to rutile phase with the increasing of reaction temperature.However,no obvious phase transformation process is observed for ZrO2 support.The structures of supported va-nadium oxides also depend on the V loading.The vanadium oxide species supported on TiO2 or ZrO2 attain monolayer saturation when V loading is equal to 4(4 is the number of V atoms per 100 support metal ions).Interestingly,this loading ratio(V4/TiO2 and V4/ZrO2) gave the best catalytic activities for soot combustion reaction on both supports(TiO2 and ZrO2).The formation of surface oxygen com-plexes(SOC) is verified by in-situ UV Raman spectroscopy and the SOC mainly exist as carboxyl groups during soot combustion.The presence of NO in the reaction gas stream can promote the pro-duction of SOC.     

NOx气相光催化氧化降解研究

利用ＴｉＯ２光催化氧化技术对ＮＯｘ进行了净化研究,在一定反应条件下,ＮＯｘ光催化氧化降解率很高,Ｐ－２５的降解达９７％。考察了氧气,水含量等对ＮＯｘ光催化氧化的影响,同时对ＮＯｘ的吸附、光催化氧化动力学行为及机理进行了研究。利用ＦＴＩＲ分析确定反应产物,催化剂失活是由于反应产物硝酸吸附在催化剂表面所致。     

CuO/TiO2的制备及对NO＋CO反应性能的研究

以三种不同的TiO2为载体，负载6%CuO，在色谱-微反装置上考察了三种Cu6-Ti催化剂对NO＋CO反应的活性。结果表明，由于制备方法不同，活性差别很大，三者活性顺序依次为：Cu6-Ti(T)> Cu6-Ti(S)> Cu6-Ti(nm)，TiO2的比表面积及晶型对活性的影响不明显。H2-TPR结果表明，Cu6-Ti在整个TPR过程中出现了3或4个还原峰，表明有多种CuO物种存在。不同预处理Cu6-Ti的TPR显示，在反应中Cu物种可能以多种价态同时存在。NO-TPD结果亦证明，Cu6-Ti对NO＋CO的反应活性与NO在催化剂表面的解离难易密切相关，而与NO的吸附量关系不大。     

Kinetic and mechanistic investigations of multielectron transfer reactions induced by stored electrons in TiO2 nanoparticles: a stopped flow study

The kinetics and the mechanism of various multielectron transfer reactions initiated by stored electrons in TiO(2) nanoparticles have been investigated employing the stopped flow technique. Moreover, the optical properties of the stored electrons in the TiO(2) nanoparticles have been studied in detail following the UV (A) photolysis of deaerated aqueous suspensions of TiO(2) nanoparticles in the presence of methanol. The reduction of common electron acceptors that are often present in photocatalytic systems such as O(2), H(2)O(2), and NO(3)(-) has been investigated. The experimental results clearly show that the stored electrons reduce O(2) and H(2)O(2) to water by multielectron transfer processes. Moreover, NO(3)(-) is reduced via the transfer of eight electrons evincing the formation of ammonia. On the other hand, the reduction of toxic metal ions, such as Cu(II), has been studied mixing their respective anoxic aqueous solutions with those containing the electrons stored in the TiO(2) particles. A two-electron transfer is found to occur, indicating the reduction of the copper metal ion into its non toxic metallic form. Other metal ions, such as Zn(II) and Mn(II), could not be reduced by TiO(2) electrons, which is readily explained on the bases of their respective redox potentials. The underlying reaction mechanisms are discussed in detail.     

缺陷TiO2(110)表面吸附NO从头算研究

应用量子化学从头算方法对ＮＯ在ＴｉＯ２表面发生吸附的四种吸附模型进行了榴型优化，能量计算及Ｍｕｌｌｉｋｅｎ布居分析。计算结果表明，吸附模型Ｍ２－２是ＮＯ在ＴｉＯ２表面发生吸附分解最为有利的模型。据此提出了ＮＯ在ＴｉＯ２表面吸附分解形成Ｎ２Ｏ的可能机理，认为吸附ＮＯ发生该分解反应的反应势垒较自由ＮＯ大大降低，从而催化该反应的发生。该机理与实验的推测一致。