水热-固相热解法制备不同形貌的四氧化三钴纳米微粉

以氨水和氢氧化钾水溶液为沉淀剂,利用沉淀-固相热解法和中压水热-固相热解法,制备了不同形貌的Co₃O₄纳米微粉.在水热条件下,得到了立方和六角片状的Co₃O₄微粉,采用XRD和TEM等手段跟踪反应过程并表征产物,在此水热反应体系中影响产物Co₃O₄形貌的主要因素是pH值和NO₃^-.     

Co3O4/CeO2 CO氧化的原位红外光谱研究

采用沉淀氧化法制备了Co₃O₄/CeO₂催化剂。分别在干、湿条件下进行了一氧化碳氧化反应研究。运用FT-IR表征手段,在钴铈复合氧化物上进行了CO吸附及CO/O₂共吸附研究。结果表明,与纯的Co₃O₄样品相比,Co₃O₄/CeO₂具有明显的抗湿气能力。Co₃O₄/CeO₂催化剂在进行CO氧化时,表面形成了类碳酸盐物种。当环境温度低于453 K时,催化剂上类碳酸盐的生成与形成类碳酸盐物种后受热分解存在着动态平衡。当环境温度高于493 K,催化剂上生成的类碳酸盐物全部受热分解。氧化铈的加入提高了催化剂的抗湿气性能。较小粒径的Co₃O₄与CeO₂产生的强相互作用可使CeO₂向Co₃O₄提供氧,因而间接提供了CO氧化需要的氧。     

Co3O4/CeO2的氧化还原性能及反应条件对其CO氧化活性的影响

采用沉淀氧化法制备了Co₃O₄/CeO₂催化剂。运用XRD、BET和TPR表征手段,考察了不同钴铈比及焙烧温度对钴铈复合氧化物物理及化学性能的影响,并分别在干、湿条件下进行了一氧化碳氧化反应研究。结果表明,与纯的Co₃O₄相比,在不同比例的Co₃O₄/CeO₂均经723 K焙烧的各种催化剂中,钴铈原子比为9∶1的复合氧化物粒径较小,比表面积较大,说明适当比例铈的添加能使Co₃O₄具有较小的粒径。此氧化物经538 K温度焙烧制得的钴铈比为9∶1的复合氧化物中Co₃O₄平均粒径为7.2 nm, BET比表面积为167.6 m²/g。经TPR考察发现其具有最优的氧化还原性能。     

各种形貌的纳米Co3O4的制备及其应用*

本文综述了各种形貌的纳米Co₃O₄的制备及其应用。制备纳米Co₃O₄的方法有很多,包括热分解、水热法、溶剂热法、化学喷雾热分解、化学气相沉积和溶胶-凝胶法。各种形貌的Co₃O₄被制备,如纳米球、纳米立方体、纳米管、纳米棒、纳米片、纳米纤维和介孔结构。Co₃O₄是一种重要的磁性P-型半导体,在锂离子电池、超级电容器、电致变色、磁性材料、气体传感器和催化剂等诸多领域有比较广泛的应用。     

N2O在Au/Co3O4和Au/ZnCo2O4催化剂上的分解反应

通过调变HAuCl₄溶液的pH值和Au负载量,用沉积-沉淀法制备了一系列Au/Co₃O₄催化剂,并采用AES、BET、XRD、SEM、XPS和H₂-TPR等技术对催化剂的结构和组成进行了表征,考察了制备条件对其在有氧气氛中催化N₂O分解反应性能的影响规律,得到了催化剂最佳制备条件:HAuCl₄溶液pH值为9,Au负载量为0.29%。催化测试结果表明:虽然ZnCo₂O₄的催化活性优于Co₃O₄,但0.31%Au/ZnCo₂O₄的活性和稳定性低于0.29%Au/Co₃O₄。500℃、在含氧气氛中连续反应10 h, 两者均可完全分解N₂O,但在含氧、含水气氛中0.29%Au/Co₃O₄和0.31%Au/ZnCo₂O₄上的N₂O转化率分别为92%和63%。究其原因,发现Au/Co₃O₄中Au和Co组分间存在协同效应,而Au/ZnCo₂O₄中Au和Co组分间则没有协同效应。     

Co3O4/KIT-6催化剂催化分解N2O反应研究

本文采用等体积浸渍法将活性组分Co₃O₄负载到具有大比表面积、独特三维交联介孔道的KIT-6分子筛上,制备一种负载型的Co₃O₄/KIT-6催化剂,并用于催化分解N₂O反应.研究发现,负载Co₃O₄后的催化剂不仅保持了KIT-6有序的介孔结构,同时增大了催化剂的有效比表面积,提高了活性组分Co₃O₄的利用率,其催化活性基本与纯Co₃O₄相持平.通过对不同负载量的Co/KIT-6催化剂的活性测试发现,该催化剂的活性随着Co负载量的增加而提升.通过对30%Co/KIT-6催化剂的稳定性测试及其在杂质气体存在条件下的活性测试,表明30%Co/KIT-6催化剂具有较好的催化稳定性和杂质气体抗性,适用于实际工业生产尾气中的N₂O处理.     

二元析氧催化剂CoxCr1-xO3/2的制备及性能研究

用热分解法制得不同混合比例的二元金属氧化物催化剂Co_xCr_1-xO_3/2（x = 0,0.2,0.4,0.6,0.8,1）,使用SEM、XRD和XPS观察表征催化剂形貌、晶型和价态,使用线性扫描伏安、阶梯波伏安和恒电位测试电极活性、过电位和稳定性. 结果表明,该Co₃O₄和绿铬矿型Cr₂O₃混合物形成固溶体Co_xCr_1-xO_3/2. x = 0.2时,Co_0.2Cr_0.8O_3/2电极性能较单一Co₃O₄和Cr₂O₃电极好,在高电位（1.0 V vs. Ag/AgCl）,其电流强度是Co₃O₄的3.75倍,Cr₂O₃的15.2倍,其过电位（η = 0.0703 V）也较Co₃O₄（η = 0.6109 V）和Cr₂O₃（η = 0.435 V）小,催化性能最好,在强碱性溶液（pH=13）中有良好的稳定性.     

Co3O4/Ti电催化膜电极制备及其苯甲醇催化氧化性能

本文采用浸渍涂覆法成功制备出多孔Ti负载纳米Co₃O₄电催化膜电极（Co₃O₄/Ti）,以该膜电极为阳极,辅助电极为阴极,构建电催化膜反应器（electrocatalytic membrane reactor,ECMR）用于可控催化氧化苯甲醇制备苯甲醛和苯甲酸,并考察了 Co₃O₄/Ti 膜电极结构、电化学性能以及ECMR不同操作参数对苯甲醇转化率、苯甲醛和苯甲酸选择性的影响. 结果表明,负载Co₃O₄纳米颗粒可以显著提高Ti膜电极的电化学性能和催化活性. 在常温常压下,当反应物苯甲醇浓度为10 mmol·L^-1,pH为7.0,停留时间为5.0 min,电流密度为2.5 mA·cm^-2,苯甲醇的转化率达到49.8%,苯甲醛选择性为51.5%,苯甲酸选择性为23.6%.     

新颖Co3O4分级结构的制备及其光催化性能研究

以聚乙烯醇/醋酸钴复合纳米纤维为模板, 采用模板辅助共沉积技术制备了三维尖晶石型Co₃O₄纳米纤维/晶须分级结构. 并采用SEM, XRD对其形貌和晶型结构进行了表征. 在光催化降解亚甲基蓝(MB)性能实验中, 三维分级结构Co₃O₄表现出比纳米粒子和纤维更好的光催化性能. 这主要归因于Co₃O₄纳米线的次级结构和开放的三维网络结构有利于MB分子和氧分子的扩散和传输, 从而增强MB的光降解反应速率.     

Cu/Co/Mn基氧载体释氧动力学及机理研究

以溶胶凝胶法制备了CuO/CuAl₂O₄、Co₃O₄/CoAl₂O₄以及Mn₂O₃/Al₂O₃氧载体,在流化床反应器中CO₂气氛下研究了不同温度下氧载体释氧特性,并通过分析得到各氧载体的释氧动力学机理函数、活化能及指前因子等重要参数。释氧过程中,氧载体CuO/CuAl₂O₄中CuO、CuAl₂O₄均为活性相,释氧后转化为Cu₂O及CuAlO₂,而Co₃O₄/CoAl₂O₄及Mn₂O₃/Al₂O₃中CoAl₂O₄和Al₂O₃均为惰性相,仅有Co₃O₄和Mn₂O₃参与释氧并分别转化为CoO和Mn₃O₄。三种氧载体的释氧过程均可由成核-核生长机理描述,释氧初期氧载体经化学反应形成新的活性核心,随后活性核心聚集形成还原态的氧载体团簇。各氧载体释氧的机理函数G(x)有不同的表达式,CuO/CuAl₂O₄、Co₃O₄/CoAl₂O₄、Mn₂O₃/Al₂O₃释氧的活化能E分别为226.37、130.06和65.90 kJ/mol,相对应的指前因子A分别为2.99×10⁶、4.96×10³和27.37 s^-1。     

微孔多酸CsxH5-xPW10V2O40/SiO2的制备及氧化催化作用

Keggin结构杂多酸在固相体系中的催化作用引起了人们的极大兴趣[1～3].性能稳定的杂多酸铯盐催化剂在非均相催化体系中已有广泛的应用,然而由于其在液固体系中通常呈现牛奶状,难以分离和重新使用,尽管化学家们以各种材料作为这些催化剂的载体进行了许多固载化尝试[4～6],但至今尚未从根本上解决这一难题.因此,开发高比表面的耐水微孔固体杂多酸催化剂是多酸催化化学领域中具有理论和实际意义的课题.本文采用Sol-Gel技术,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,水解产生的具有网络结构的SiO2凝胶为载体,在钒取代型Keggin结构杂多酸CsxH5-xPW10V2O40存在下,制得通式为CsxH5-xPW10V2O40/SiO2的固体双功能微孔杂多酸; 以30%H2O2为氧化剂,以苯甲醇氧化为模型反应,研究其液-固体系中的催化作用.     

用计算模拟方法研究Al_3P_4O_(16)~(3-)计量比的二维层状磷酸铝中的有机胺模板能力

将快速 Monte Carlo方法与分子动力学方法相结合 ,研究了不同种类有机分子在 Al3P4 O3- 1 6 计量比的二维层状磷酸铝形成中的模板能力 .依据主 -客体之间非键相互作用能 (包括范德华能、氢键能和库仑能 ) ,可合理地解释已知实验现象 ,并能有效地预测出适于形成某一特定无机层结构的有机胺模板剂 .通过选择理论预测的有机胺分子作为模板剂 ,成功地合成了二维层状磷酸铝化合物 Al3P4 O1 6 · 1 .5 H3NC6 H1 0 NH3.     

量子顺电体La1/2Na1/2TiO3纳米晶的制备与谱学表征

用改进硬脂酸溶胶-凝胶法制备了量子顺电体La_1/2Na_1/2TiO₃纳米晶,用差热-热重分析和X射线衍射测试了样品的晶化过程及物相结构,用FTIR和Raman光谱表征了其谱学特性.     

四铁取代的夹心型钨砷酸盐的合成及玻碳电极表面多层膜组装与电催化性质研究

碳电极表面的修饰在电化学和材料科学中很重要 .最近 ,通过层与层电子间的相互作用来自组装修饰玻碳电极已引起人们的关注 [1] .运用这种方法可将一些功能团修饰到电极表面 ,赋予电极一些新的功能 [2 ] .过渡金属取代的多金属氧酸盐不仅在配位环境 ,而且在催化活性方面都类似于金属卟啉和其它大环配体金属配合物 [3] .将其修饰到玻碳电极表面已有文献报道 [4 ] .由于修饰电极的厚度可控、成分可调及具有良好的电催化活性 ,在生物传感器和电子器件等方面具有潜在的应用前景 .取代型夹心型多金属氧酸盐具有大摩尔质量和高电荷密度 ,表现出优秀…     

三头季铵盐表面活性剂导向合成新型立方相介孔二氧化硅

介孔分子筛因具有大而均一的孔道、高比表面积及相对良好的热稳定性而在精细化学品催化剂[1,2 ] 、生物大分子分离 [3] 和功能材料的主体 [4 ] 等领域有十分广阔的应用前景 .自 1 992年 Mobil公司合成 M41 S[5,6 ] 系列介孔材料以来 ,HMS[7] ,MSU[8] 和 SBA[9～ 12 ] 系列以及 FDU- 1 [13] 等不同结构的介孔分子筛材料相继被合成 .立方相介孔分子筛因具有三维网状结构和可通性较高的孔道而在反应中不易堵塞 ,相对于一维孔道结构的六角相 MCM- 41和 SBA- 1 5 ,其应用前途更加广阔 .迄今 ,人们已经合成了 MCM- 48[14～ 16 ]( Ia3d) …     

在Al-P-Ti-Si-O催化剂上由甲醇和邻苯二酚合成愈创木酚的研究

采用非均匀沉淀法制备了Al1P1.30TiaSib(a=0-0.51,b=0-0.90）复合催化剂,研究了邻苯二酚与甲醇在该催化剂上的气相o-甲基化反应。结果表明,催化剂组成、相结构和表面性质对催化剂的活性和选择性有很大影响。其中Al1P1.30Ti0.30si0.17催化剂的愈创木酚收率最高,在反应温度为553K时,邻苯二酚转化率和愈创木酚收率分别为92%和86%。     

立方相KNb0.77Al0.23O2.77的水热合成与输运性质研究

用水热法合成了立方相KNb_0.77Al_0.23O_2.77通过调整初始铌源和反应介质的KOH浓度,还得到了正交相钙钛矿和一新相化合物.立方相产物采用XRD、DSC和XPS进行表征.低于1000℃的热处理不能导致立方KNb_0.77Al_0.23O_2.77发生结构相变.阻抗谱测量结果表明,离子输运机制归属于小极化子.而正交的同组分样品结构不稳定,在高温发生结构相变,导致电导率不连续.水热法得到的立方KNb_0.77Al_0.23O_2.77可望成为新一代电解质材料.     

新型钴基介孔分子筛催化剂F-T合成性能和烃分布研究

采用介孔分子筛MSU－1，SBA－12和HMS为载体，制得含钴质量分数为15％的催化剂。在原料气V（H2）／V（CO）＝2．0，T＝473－513K,p=2.0MPa,GHSV=500H^-1的F－T合成条件下，反应活性依Co/HMS,Co/SBA-12,Co/MSU-1顺序降低，高碳烃（C19^ )选择性以Co/HMS最低；Co/MSU-1和Co／SBA-12催化剂介孔结构在反应中相对稳定，Co/HMS介孔结构在反应后完全塌陷。     

SnCl4催化丙酮与过氧化氢反应制取大环过氧化物

H₂O₂与过渡金属构成的催化体系可选择性地氧化烃类化合物,如芳烃的羟基化和烯烃的环氧化等^[1～3],且H₂O₂在应用中无环境污染,是一种颇有前途的氧化剂.有关金属催化H₂O₂与酮类化合物反应的报道很少.     

钴电极在碱性溶液中氧化还原反应的现场共聚焦显微喇曼光谱研究

采用现场共聚焦显微喇曼光谱研究钴电极在碱性溶液中的氧化还原行为和生成物的喇曼光谱特征.研究结果表明:电位正向扫描时,在-0.64V左右Co氧化生成Co(OH)₂和CoO,随着电位正移逐步生成Co₃O₄,在正电位区电极表面层主要是Co₃O₄、CoOOH和CoO₂等;电位负向扫描时,电极表面上的高价含氧化合物相继还原为Co₃O₄和Co(OH)₂,并最终还原为Co.由不同电位下的生成物的喇曼光谱可以看出:电极表面上的氧化还原反应是随电位变化而逐步进行的连续化反应过程,并主要形成复合含氧化合物.